TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Anmeldung betrifft Transceiver, Systeme mit derartigen Transceivern, entsprechende Signale sowie entsprechende Verfahren.The present application relates to transceivers, systems with such transceivers, corresponding signals and corresponding methods.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Viele Vorrichtungen enthalten eine Vielzahl von Komponenten, die miteinander kommunizieren, um Daten auszutauschen. Ein Beispiel für derartige Vorrichtungen sind Fahrzeuge, in denen eine Vielzahl von Steuereinheiten wie Microcontroller miteinander kommunizieren, um verschiedene Fahrzeugfunktionen zu steuern. Zudem erfassen in Fahrzeugen Sensoren physikalische Größen und kommunizieren mit den oben genannten Steuereinheiten, um die gemessenen Größen mitzuteilen. Beispiele für derartige Steuereinheiten in Fahrzeugen umfassen Motorsteuerungen, Getriebesteuerungen, Steuereinheiten für den Diebstahlschutz und dergleichen. Beispiele für Sensoren umfassen Kameras, Geschwindigkeitssensoren, Radarsensoren, Temperatursensoren und dergleichen.Many devices contain a variety of components that communicate with each other to exchange data. An example of such devices are vehicles in which a plurality of control units, such as microcontrollers, communicate with each other to control various vehicle functions. In addition, sensors in vehicles detect physical quantities and communicate with the aforementioned control units to communicate the measured quantities. Examples of such control units in vehicles include engine controls, transmission controls, anti-theft control units, and the like. Examples of sensors include cameras, speed sensors, radar sensors, temperature sensors, and the like.
Die Kommunikation der verschiedenen Komponenten untereinander kann dabei drahtlos oder drahtgebunden erfolgen, wobei in vielen Anwendungen eine drahtgebundene Kommunikation eingesetzt wird. In Fahrzeugen wird häufig der der CAN(controller area network)-Bus eingesetzt, der nach ISO 11898 standardisiert ist. Auch andere Bussysteme, beispielsweise der FlexRay-Bus ( ISO 17458-1 bis ISO 17458-4 ) oder LIN-Bus (zukünftig ISO 17987-1), können zum Einsatz kommen.The communication between the various components can be wireless or wired, with wired communication being used in many applications. In vehicles, the CAN (controller area network) bus is often used ISO 11898 standardized. Other bus systems, such as the FlexRay bus ( ISO 17458-1 to ISO 17458-4 ) or LIN bus (future ISO 17987-1) can be used.
Bei derartigen Vorrichtungen kann es vorkommen, dass eine Kommunikationseinrichtung unerlaubter Weise an der Kommunikation zwischen den Komponenten teilnehmen will. Beispielsweise kann eine externe Kommunikationseinrichtung mit einem CAN-Bus eines Fahrzeuges verbunden werden, um Manipulationen an dem Fahrzeug vorzunehmen, beispielsweise um einen Kilometerstand eines Tachometers zu verstellen oder um Diebstahlschutzmaßnahmen des Fahrzeuges außer Kraft zu setzen. Daher ist es wünschenswert, derartige Kommunikationseinrichtungen, die einen unerlaubten Eingriff versuchen, erkennen zu können.In such devices, it may happen that a communication device intends to participate in the communication between the components. For example, an external communication device may be connected to a CAN bus of a vehicle to manipulate the vehicle, for example, to adjust a mileage of a speedometer or to override theft protection measures of the vehicle. Therefore, it is desirable to be able to detect such communication devices attempting unauthorized intervention.
KURZFASSUNGSHORT VERSION
Es werden Transceiver und ein Signal wie in den unabhängigen Ansprüchen definiert bereitgestellt. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere Ausführungsformen sowie ein System mit derartigen Transceivern.There are provided transceivers and a signal as defined in the independent claims. The dependent claims define further embodiments as well as a system with such transceivers.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Transceiver bereitgestellt, aufweisend:
- einen Transmitter, der dazu ausgebildet ist,
- - an einem Ausgang ein erstes Signal gemäß eines physikalischen Kommunikationsprotokolls bereitzustellen, und
- - an dem Ausgang ein zweites Signal bereitzustellen, das mindestens ein kryptographisches Datum umfasst, wobei das erste und das zweite Signal als ein Überlagerungssignal an dem Ausgang einander überlagert sind, und wobei das Überlagerungssignal das physikalische Kommunikationsprotokoll erfüllt.
According to one embodiment, a transceiver is provided, comprising: - a transmitter designed to
- to provide at a output a first signal according to a physical communication protocol, and
- providing at the output a second signal comprising at least one cryptographic datum, the first and the second signal being superimposed as an overlay signal at the output, and the overlay signal satisfying the physical communication protocol.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Transceiver bereitgestellt, aufweisend:
- einen Receiver, der dazu ausgebildet ist,
- - ein Empfangssignal, welches eine Überlagerung eines ersten Signals gemäß einem physikalischen Kommunikationsprotokoll mit einem zweiten Signal, das ein kryptographisches Datum umfasst, ist, zu empfangen,
- - das Empfangssignal gemäß dem physikalischen Kommunikationsprotokoll zu verarbeiten, um in dem ersten Signal übertragene Informationen zu gewinnen, und
- - aus dem Empfangssignal das kryptographische Datum zu gewinnen.
According to another embodiment, there is provided a transceiver comprising: - a receiver that is designed to
- a receive signal which is a superposition of a first signal according to a physical communication protocol with a second signal comprising a cryptographic datum,
- to process the received signal according to the physical communication protocol to obtain information transmitted in the first signal, and
- - From the received signal to win the cryptographic date.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Signal bereitgestellt, umfassend eine Überlagerung aus:
- - einem erstes Signal gemäß eines physikalischen Kommunikationsprotokolls, und
- -einem zweites Signal, das mindestens ein kryptographisches Datum umfasst,
wobei das Signal das physikalische Kommunikationsprotokoll erfüllt.According to another embodiment, a signal is provided comprising an overlay of: - - a first signal according to a physical communication protocol, and
- a second signal comprising at least one cryptographic datum,
wherein the signal meets the physical communication protocol.
Figurenlistelist of figures
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1 ist ein Blockdiagramm eines Systems gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 1 is a block diagram of a system according to some embodiments.
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2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 2 is a flowchart of a method according to some embodiments.
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3 zeigt ein System gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 3 shows a system according to some embodiments.
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4 zeigt eine Kommunikationsschaltung mit einem Transceiver gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 4 shows a communication circuit with a transceiver according to some embodiments.
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5 zeigt eine Treiberschaltung zum Erzeugen verschiedener Signalpegel, welche in manchen Ausführungsbeispielen verwendet werden kann. 5 shows a driver circuit for generating various signal levels, which may be used in some embodiments.
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6-9 zeigen Beispiele für Signale gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 6-9 show examples of signals according to some embodiments.
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10 zeigt einen Teil eines Transmitters für einen CAN-Bus. 10 shows a part of a transmitter for a CAN bus.
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11 zeigt Kurven für die Schaltung der 10 bei Variation verschiedener Parameter. 11 shows curves for the circuit of the 10 with variation of different parameters.
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12 zeigt Kurven für die Schaltung der 10 bei Variation verschiedener Parameter. 12 shows curves for the circuit of the 10 with variation of different parameters.
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13 zeigt eine Kommunikationsschaltung für Transceiver gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 13 shows a communication circuit for transceivers according to some embodiments.
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14 zeigt Kurven zur Veranschaulichung mancher Ausführungsbeispiele. 14 shows curves to illustrate some embodiments.
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15 zeigt eine Kommunikationsschaltung gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 15 shows a communication circuit according to some embodiments.
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16 zeigt eine Kommunikationsschaltung für Transceiver gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 16 shows a communication circuit for transceivers according to some embodiments.
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17 zeigt eine Kommunikationsschaltung für Transceiver gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 17 shows a communication circuit for transceivers according to some embodiments.
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18 zeigt eine Kommunikationsschaltung für Transceiver gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 18 shows a communication circuit for transceivers according to some embodiments.
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19 zeigt eine Kommunikationsschaltung für Transceiver gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 19 shows a communication circuit for transceivers according to some embodiments.
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20 zeigt eine Kommunikationsschaltung für Transceiver gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 20 shows a communication circuit for transceivers according to some embodiments.
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21 zeigt Kurven zur Veranschaulichung mancher Ausführungsbeispiele. 21 shows curves to illustrate some embodiments.
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22 und 23 zeigen Diagramme zur Veranschaulichung des Einflusses elektromagnetischer Störungen. 22 and 23 show diagrams to illustrate the influence of electromagnetic interference.
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24 zeigt ein System gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 24 shows a system according to some embodiments.
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25 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 25 shows a flowchart for illustrating a method according to some embodiments.
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27-36 zeigen Kommunikationsschaltungen für Transceiver gemäß mancher Ausführungsbeispiele. 27-36 show communication circuits for transceivers according to some embodiments.
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37 zeigt ein physikalisches Kommunikationsprotokoll und eine Logikprotokollschicht gemäß manchen Ausführungsbeispiele. 37 FIG. 12 shows a physical communication protocol and a logic protocol layer according to some embodiments. FIG.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben. Es ist zu bemerken, dass diese Ausführungsbeispiele lediglich zur Veranschaulichung dienen und nicht als einschränkend auszulegen sind. So ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Merkmalen (z.B. Komponenten, Eigenschaften, Vorgängen etc.) nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Merkmale zur Implementierung des jeweiligen Ausführungsbeispiels notwendig sind. Vielmehr können manche Merkmale durch alternative Merkmale ersetzt werden oder weggelassen werden. Zusätzlich zu den explizit dargestellten Merkmalen können auch zusätzliche Merkmale, beispielsweise in herkömmlichen Kommunikationsschaltungen verwendete Merkmale, bereitgestellt werden.In the following, various embodiments will be described in detail. It should be understood that these embodiments are for illustration only and are not to be construed as limiting. Thus, a description of an embodiment having a plurality of features (e.g., components, properties, acts, etc.) should not be construed as requiring all of these features to implement the particular embodiment. Rather, some features may be replaced by alternative features or omitted. In addition to the features explicitly illustrated, additional features, such as features used in conventional communication circuits, may also be provided.
Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Variationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, sind auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar und werden daher nicht wiederholt beschrieben.Features of various embodiments may be combined with each other unless otherwise specified. Variations and modifications, which for one of the embodiments are also applicable to other embodiments and are therefore not described repeatedly.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele für Kommunikationsschaltungen und Anordnungen derartiger Kommunikationsschaltungen detailliert erläutert. Auch wenn die Kommunikationsschaltungen teilweise unter Bezugnahme auf bestimmte Kommunikationsmedien, insbesondere bestimmte Bussysteme wie einen CAN-Bus, beschrieben werden, sind die dargestellten Techniken auch auf andere Kommunikationsmedien, beispielsweise drahtgebundene Kommunikationsmedien, drahtlose Kommunikationsmedien oder optische Kommunikationsmedien wie Glasfasern, anwendbar. Die Verwendung spezifischer Beispiele dient hier also lediglich der Veranschaulichung.In the following, various embodiments of communication circuits and arrangements of such communication circuits will be explained in detail. Although the communication circuits will be described in part with reference to certain communication media, particularly certain bus systems such as a CAN bus, the illustrated techniques are also applicable to other communication media, for example, wired communication media, wireless communication media, or optical communication media such as optical fibers. The use of specific examples is therefore merely illustrative.
In der Beschreibung wird teilweise auf eine physikalisches Kommunikationsprotokoll der Kommunikation und eine Logikprotokollschicht der Kommunikation Bezug genommen. Das physikalische Kommunikationsprotokoll definiert Funktionen entsprechend der physikalischen Schicht des OSI-Schichtenmodells und definiert, wie zu sendende Daten, z.B. ein Bitstrom, in physikalische Signale auf einem Übertragungsmedium umgesetzt werden. Die Logikprotokollschicht ist dem physikalischen Kommunikationsprotokoll übergeordnet und betrifft dem gegenüber beispielsweise höhere Schichten des OSI-Modells oder auch Schichten oberhalb des OSI-Modells (Anwendungen) und kann insbesondere betreffen, welche Daten übertragen werden, einschließlich einer Codierung oder Verschlüsselung der Daten. Dies ist in 37 mit einem physikalischen Kommunikationsprotokoll 370 und einer übergeordneten Logikprotokollschicht 371 veranschaulicht.In the description, reference is made in part to a physical communication protocol of the communication and a logic protocol layer of the communication. The physical communication protocol defines functions corresponding to the physical layer of the OSI layer model and defines how data to be transmitted, eg a bit stream, is converted into physical signals on a transmission medium. The logic protocol layer is superior to the physical communication protocol and, for example, relates to higher layers of the OSI model or even layers above the OSI model (applications) and can in particular relate to which data is transmitted, including encoding or encryption of the data. This is in 37 with a physical communication protocol 370 and a parent logic protocol layer 371 illustrated.
1 ist eine schematische Darstellung eines Systems 10 gemäß mancher Ausführungsbeispiele mit einer ersten Kommunikationsschaltung 11, welche in dem dargestellten Beispiel als Transmitter, d.h. als Sender dient, und einer zweiten Kommunikationsschaltung 12, welche in dem dargestellten Beispiel als Receiver, d.h. Empfänger dient. Das System 10 kann Teil einer Vorrichtung wie einem Fahrzeug sein, und die Kommunikationsschaltungen 11, 12 können in Komponenten dieser Vorrichtung angeordnet sein, um eine Kommunikation der Komponenten miteinander zu ermöglichen. 1 is a schematic representation of a system 10 according to some embodiments with a first communication circuit 11 which serves as a transmitter in the example shown, ie as a transmitter, and a second communication circuit 12 , which serves as a receiver, ie receiver in the example shown. The system 10 may be part of a device such as a vehicle, and the communication circuits 11 . 12 may be arranged in components of this device to allow communication of the components with each other.
Die Kommunikationsschaltung 11 sendet über ein Kommunikationsmedium 13 Signale an die Kommunikationsschaltung 12. Das Kommunikationsmedium 13 kann ein drahtloses Kommunikationsmedium, ein drahtgebundenes Kommunikationsmedium oder auch ein optisches Kommunikationsmedium sein. Im Falle eines drahtgebundenen Kommunikationsmediums kann es sich insbesondere um ein Bussystem wie einen CAN-Bus, einen FlexRay-Bus oder einen LIN-Bus handeln, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.The communication circuit 11 sends via a communication medium 13 Signals to the communication circuit 12 , The communication medium 13 may be a wireless communication medium, a wired communication medium or even an optical communication medium. In the case of a wired communication medium may be, in particular, a bus system such as a CAN bus, a FlexRay bus or a LIN bus, but is not limited thereto.
Während in 1 die Kommunikationsschaltung 11 als Transmitter und die Kommunikationsschaltung 12 als Receiver dargestellt ist, kann die Kommunikationsschaltung 11 auch zusätzlich Schaltungsteile zum Empfangen von Signalen und/oder die Kommunikationsschaltung 12 zusätzlich Schaltungsteile zum Senden von Signalen enthalten, um eine bidirektionale Kommunikation zu ermöglichen, sodass die Kommunikationsschaltungen 11, 12 beide als Transceiver (Sendeempfänger) ausgebildet sind.While in 1 the communication circuit 11 as a transmitter and the communication circuit 12 is shown as a receiver, the communication circuit 11 also additional circuit parts for receiving signals and / or the communication circuit 12 additionally comprise circuit parts for transmitting signals in order to enable bidirectional communication, so that the communication circuits 11 . 12 both are designed as transceivers (transceivers).
Die Kommunikation über das Kommunikationsmedium 13 erfolgt dabei gemäß einem physikalischen Kommunikationsprotokoll. Derartige physikalische Kommunikationsprotokolle sind für verschiedene Arten der Kommunikation definiert und definieren wie oben erläutert insbesondere, wie eine zu sendende Information (Nutzdaten, Steuerdaten und dergleichen) in physikalische Signale (auf einem Kommunikationsmedium oder drahtlos) umgesetzt werden soll. Beispielsweise sind für den CAN-Bus und ähnliche Bussysteme Spannungspegel definiert, welche zwei verschiedene Zustände entsprechend einer logischen 1 und einer logischen 0 definieren, und Signale werden als Abfolge derartiger Spannungspegel gesendet. Es sind jedoch auch andere Arten von Signalen möglich, z.B. frequenzmodulierte Signale, wechselstromförmige Signale, Quadraturamplituden(QAM)-modulierte Signale und dergleichen.Communication via the communication medium 13 takes place according to a physical communication protocol. Such physical communication protocols are defined for different types of communication and define, as explained above, in particular, how an information to be sent (payload data, control data and the like) is to be converted into physical signals (on a communication medium or wirelessly). For example, voltage levels are defined for the CAN bus and similar bus systems which define two different states corresponding to a logical 1 and a logic 0, and signals are sent as a sequence of such voltage levels. However, other types of signals are possible, such as frequency modulated signals, ac signals, quadrature amplitude (QAM) modulated signals, and the like.
Hierzu empfängt eine Signalerzeugungsschaltung 15 eine zu sendende Information, z.B. zu sendende Nutzdaten oder Steuerdaten, und erzeugt ein erstes Signal s1 entsprechend dem physikalischen Kommunikationsprotokoll. Die zu sendende Information kann als Logiksignal von einer über dem physikalischen Kommunikationsprotokoll angeordneten Logikprotokollschicht gemäß einem Logikprotokoll erhalten werden. Dieses erste Signal s1 kann wie erläutert z.B. zwei oder mehrere verschiedene Spannungs- oder Strompegel aufweisen, um die Information in das Signal umzusetzen. Diese Signalerzeugung kann in jeder herkömmlichen Weise für das jeweilige physikalische Kommunikationsprotokoll erfolgen.For this purpose, a signal generating circuit receives 15 an information to be sent, eg user data or control data to be sent, and generates a first signal s1 according to the physical communication protocol. The information to be transmitted can be obtained as a logic signal from a logic protocol layer arranged above the physical communication protocol in accordance with a logic protocol. This first signal s1 As explained, for example, it may have two or more different voltage or current levels to convert the information into the signal. This signal generation can be done in any conventional manner for the particular physical communication protocol.
Zudem wird mittels einer Modulationsschaltung 16 das erste Signal s1 mit einem zweiten Signal s2, welches ein kryptographisches Datum 14 umfasst, überlagert. Ein kryptographisches Datum ist dabei insbesondere ein Code oder anderes Datum, der eine Authentifizierung eines über das Kommunikationsmedium 13 gesendeten Signals als von einem autorisierten Kommunikationsteilnehmer (d.h. Kommunikationsteilnehmer, denen es gestattet ist, miteinander zu kommunizieren) kommend ermöglicht. Beispielsweise kann das kryptographische Datum eine vorgegebene Bitfolge sein, die nur autorisierten Kommunikationsteilnehmern bekannt ist oder durch diese bestimmbar ist. Ein nicht autorisierter Kommunikationsteilnehmer, z.B. eine Kommunikationsvorrichtung, die unerlaubter Weise mit dem Kommunikationsmedium 13 gekoppelt wird, wie Eingangs erläutert, kennt das kryptographische Datum hingegen nicht, z.B. weil ihm kein entsprechender Schlüssel bereitgestellt wird. Das kryptographische Datum kann mithilfe herkömmlicher kryptographischer Verfahren erzeugt werden, z.B. auf Basis eines kryptographischen Schlüssels, den der Transmitter 11 von einer übergeordneten Instanz erhalten kann, wie später erläutert werden wird. Der Begriff „kryptographisch“ ist hier also nicht im engeren Sinne als Verschlüsselung zu verstehen, sondern im weiteren Sinne als ein Element bezeichnend, das dazu beiträgt, das System 10 widerstandsfähig gegen Manipulation zu machen. Das kryptographische Datum kann dabei insbesondere einen Sicherheitscode des Transmitters 11 darstellen, welcher den Transmitter 11 als Quelle eines gesendeten Signals identifiziert und somit eine Authentifizierung ermöglicht.In addition, by means of a modulation circuit 16 the first signal s1 with a second signal s2 which is a cryptographic date 14 covers, superimposed. A cryptographic date is included in particular, a code or other date that authenticates one over the communication medium 13 transmitted signal as coming from an authorized communication user (ie, communication users who are allowed to communicate with each other). For example, the cryptographic date may be a predetermined bit sequence that is only known or determinable by authorized communication users. An unauthorized communication participant, eg a communication device, unauthorized with the communication medium 13 On the other hand, as explained in the introduction, the cryptographic date is not known, for example because no corresponding key is provided to it. The cryptographic date can be generated using conventional cryptographic techniques, eg, based on a cryptographic key that the transmitter 11 from a parent instance, as will be explained later. The term "cryptographic" is thus not to be understood in the strict sense as encryption, but in the broader sense as an element indicative that contributes to the system 10 resistant to manipulation. The cryptographic date can in particular a security code of the transmitter 11 represent which the transmitter 11 identified as the source of a transmitted signal and thus allows authentication.
Bei der Modulationsschaltung 16 wird das zweite Signal s2 mit dem kryptographischen Datum auf der physikalischen Ebene auf das von der Signalerzeugungsschaltung 15 erzeugte erste Signal s1 moduliert, z.B. durch Modifizieren von Signalpegeln des ersten Signals s1, um so ein Überlagerungssignal s zu bilden. Dies unterscheidet sich von Ansätzen, bei welchen zu sendende Informationen verschlüsselt werden, was einer Verschlüsselung auf einer Logikprotokollschicht entspricht. Wie später erläutert werden wird kann jedoch eine derartige Verschlüsselung oder andere Codierung auf Logikprotokollschicht zusätzlich vorgenommen werden.In the modulation circuit 16 becomes the second signal s2 with the cryptographic date at the physical level to that of the signal generating circuit 15 generated first signal s1 modulated, eg by modifying signal levels of the first signal s1 so as to form a beat signal s. This differs from approaches in which information to be sent is encrypted, which corresponds to encryption on a logical protocol layer. However, as will be explained later, such encryption or other coding may be additionally performed on the logic protocol layer.
Bei manchen Ausführungsbeispielen definiert das Kommunikationsprotokoll Toleranzen für zu verwendende Pegel. Beispielsweise kann das Kommunikationsprotokoll spezifizieren, dass ein Pegel, der einer logischen 1 entspricht, innerhalb eines ersten Spannungsbereiches liegen muss und/oder dass ein Pegel, der einer logischen 0 entspricht, innerhalb eines zweiten Spannungsbereiches liegen muss, um jeweils gültig als 1 oder 0 erkannt zu werden. Bei Ausführungsbeispielen moduliert die Modulationsschaltung das erste Signal durch Überlagerung mit dem zweiten dann so, dass die Pegel des Signals innerhalb der spezifizierten Bereiche bleiben. Auch bei anderen Arten von Kommunikationsprotokollen können Amplituden des zweiten Signals s2 derart klein sein, dass das Überlagerungssignal s das physikalische Kommunikationsprotokoll erfüllt, d.h. dass das Überlagerungssignal s gemäß dem physikalischen Kommunikationsprotokoll verarbeitbar ist, um die Informationen des ersten Signals s1 wiederzugewinnen. Dies kann bei manchen Ausführungsbeispielen eine Rückwärtskompatibilität sicherstellen, d.h. auch Empfänger, die nicht wie später für die Empfangsschaltung 12 diskutiert ausgerüstet sind, können das Signal korrekt empfangen. Beispiele für derartige Überlagerungen von Signalen werden später noch näher erläutert.In some embodiments, the communication protocol defines tolerances for levels to use. For example, the communication protocol may specify that a level corresponding to a logical 1 must be within a first voltage range and / or that a level corresponding to a logical 0 must be within a second voltage range, each validly recognized as 1 or 0 to become. In embodiments, the modulation circuit then modulates the first signal by being superimposed with the second such that the levels of the signal remain within the specified ranges. Even with other types of communication protocols, amplitudes of the second signal s2 be so small that the beat signal s meets the physical communication protocol, that is, that the beat signal s is processable according to the physical communication protocol to the information of the first signal s1 regain. This may ensure backward compatibility in some embodiments, ie, receivers that are not as later for the receiving circuit 12 discussed, can receive the signal correctly. Examples of such superpositions of signals will be explained in more detail later.
Zu beachten ist auch, dass die Signalerzeugungsschaltung 15 und die Modulationsschaltung 16 zwar zur Veranschaulichung als hintereinander geschaltete Blöcke dargestellt sind, wie später erläutert die Modulation und die Signalerzeugung jedoch auch gleichzeitig stattfinden kann. Die dargestellte Anordnung dient somit nur der Veranschaulichung der verschiedenen Funktionen.It should also be noted that the signal generation circuit 15 and the modulation circuit 16 Although illustrated for illustrative purposes as blocks connected in series, as explained later, the modulation and the signal generation can also take place simultaneously. The arrangement shown thus serves only to illustrate the various functions.
Das so modulierte Überlagerungssignal s wird dann über das Kommunikationsmedium 13 an die Kommunikationsschaltung 12 gesendet. Die Kommunikationsschaltung 12 umfasst eine Signalempfangsschaltung 17, welche die Information, welche von der Signalerzeugungsschaltung 15 in das erste Signal s1 umgesetzt wurde, wiedergewinnt. Zudem weist die Kommunikationsschaltung 12 eine Codeempfangsschaltung 18 auf, welche das in dem durch die Modulationsschaltung 16 aufmodulierten zweiten Signal s2 enthaltene kryptographische Datum wiedergewinnt. Wenn das kryptographische Datum, welches auf diese Weise wiedergewonnen wurde, nicht mit einem erwarteten kryptographischen Datum (z.B. einem in der Kommunikationsschaltung 12 hinterlegten kryptographischen Datum oder einem aus einem bereitgestellten Schlüssel gewonnenen kryptographischen Datum) übereinstimmt, können Maßnahmen ergriffen werden. Beispielsweise kann das empfangene Signal und die daraus gewonnene Information verworfen werden, ein entsprechendes Signal kann erzeugt werden, um andere Komponenten von dem nicht authentifizierten Signal zu informieren, und/oder ein Benutzer kann informiert werden. Auf diese Weise können bei manchen Ausführungsbeispielen nicht autorisierte Zugriffsversuche erkannt werden, und Gegenmaßnahmen können ergriffen werden.The thus modulated overlay signal s is then transmitted via the communication medium 13 to the communication circuit 12 Posted. The communication circuit 12 includes a signal receiving circuit 17 showing the information which is generated by the signal generating circuit 15 in the first signal s1 was implemented, recovers. In addition, the communication circuit 12 a code reception circuit 18 on, which in the by the modulation circuit 16 modulated second signal s2 retrieves the contained cryptographic date. If the cryptographic date retrieved in this way does not match an expected cryptographic date (eg, one in the communication circuit 12 stored cryptographic date or a cryptographic date derived from a provided key), measures can be taken. For example, the received signal and the information derived therefrom may be discarded, a corresponding signal may be generated to inform other components of the unauthenticated signal, and / or a user may be informed. In this way, unauthorized access attempts may be detected in some embodiments, and countermeasures may be taken.
Die Signalempfangsschaltung 17 kann dabei in herkömmlicher Weise für das jeweilige physikalische Kommunikationsprotokoll ausgestaltet sein. Beispiele für die Codeempfangsschaltung 18 und insbesondere Kalibrierungsmöglichkeiten für die Codeempfangsschaltung 18 werden später näher erläutert. Zu bemerken ist, dass die Kommunikationsschaltung 12 auch Empfangssignale verarbeiten kann, die nur das erste Signal enthalten bzw. bei denen das zweite Signal z.B. aufgrund von Störungen nicht verarbeitbar ist. In diesem Fall wird z.B. nur die Signalempfangsschaltung 17 verarbeitet.The signal receiving circuit 17 can be configured in a conventional manner for the respective physical communication protocol. Examples of the code receiving circuit 18 and in particular, calibration possibilities for the code reception circuit 18 will be explained later. It should be noted that the communication circuit 12 can also process received signals, which are only the first signal contain or in which the second signal is not processable because of disturbances, for example. In this case, for example, only the signal receiving circuit 17 processed.
2 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung von Verfahren gemäß manchen Ausführungsbeispielen. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird das Verfahren der 2 unter Bezugnahme auf die 1 erläutert. Das Verfahren der 2 ist jedoch auch unabhängig von der Vorrichtung der 1 verwendbar. 2 FIG. 10 is a flow chart illustrating methods according to some embodiments. FIG. To avoid repetition, the procedure of the 2 with reference to the 1 explained. The procedure of 2 However, it is also independent of the device 1 usable.
Bei 20 wird eine zu sendende Information in ein erstes Signal umgesetzt. Wie bereits für die Signalerzeugungsschaltung 15 erläutert, kann dies auf Basis eines physikalischen Kommunikationsprotokolls erfolgen, sodass ein Signal erzeugt wird, welches Pegel aufweist, die eine logische 1 und eine logische 0 repräsentieren können, oder auf andere Weise die zu sendende Information überträgt.at 20 an information to be sent is converted into a first signal. As already for the signal generation circuit 15 This can be done on the basis of a physical communication protocol, so that a signal is generated which has levels that can represent a logical 1 and a logical 0, or otherwise transmits the information to be transmitted.
Bei 21 wird das Sendesignal gemäß einem zweiten Signal, welches ein kryptographisches Datum umfasst, moduliert, wie für die Modulationsschaltung 16 in 1 beschrieben. Das kryptographische Datum kann auf Basis eines Schlüssels erzeugt werden. So wird ein Überlagerungssignal erzeugt, welches das physikalische Kommunikationsprotokoll erfüllt, wie oben beschrieben. Wie für die Signalerzeugungsschaltung 15 und die Modulationsschaltung 16 der 1 beschrieben müssen auch das Umsetzen bei 20 und das Modulieren bei 21 nicht nacheinander stattfinden, sondern können z.B. auch gleichzeitig durchgeführt werden.at 21 the transmit signal is modulated in accordance with a second signal comprising a cryptographic datum, as for the modulation circuit 16 in 1 described. The cryptographic date can be generated based on a key. Thus, a heterodyne signal is generated which complies with the physical communication protocol as described above. As for the signal generation circuit 15 and the modulation circuit 16 of the 1 must also described the implementation at 20 and modulating at 21 not take place one after the other, but can also be carried out simultaneously.
Empfängerseitig wird dann bei 22 die Information aus dem Überlagerungssignal wiedergewonnen, wie für die Signalempfangsschaltung 17 beschrieben, und bei 23 wird das kryptographische Datum aus dem Überlagerungssignal wiedergewonnen, wie für die Codeempfangsschaltung 18 der 1 beschrieben. Auch das Gewinnen der Information bei 22 und das Gewinnen des kryptographischen Datums bei 23 müssen nicht wie in 2 dargestellt nacheinander erfolgen, sondern können auch gleichzeitig oder in anderer Reihenfolge geschehen. Entspricht das bei 23 gewonnene kryptographische Datum nicht einem erwarteten kryptographischen Datum, können entsprechende Maßnahmen ergriffen werden, wie bereits unter Bezugnahme auf die 1 erläutert.Receiver side is then at 22 the information is retrieved from the beat signal as for the signal receiving circuit 17 described, and at 23 the cryptographic data is retrieved from the beat signal, as for the code receiving circuit 18 of the 1 described. Also gaining the information 22 and gaining the cryptographic date 23 do not have to like in 2 shown sequentially, but can also be done simultaneously or in a different order. Meets that 23 If the cryptographic date obtained does not match an expected cryptographic date, appropriate action can be taken, as already described with reference to 1 explained.
Die 3 zeigt eine Kommunikationsschaltungsanordnung gemäß manchen Ausführungsbeispielen, bei welcher als Kommunikationsmedium ein CAN-Bus 36 verwendet wird. Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 dient eine Kommunikationsschaltung 30, 35 als Sender, und eine Kommunikationsschaltung 31, 37 als Empfänger. Das Bezugszeichen 30 bezeichnet dabei einen Sendeknoten, der einen Transceiver 35 mit zu sendenden Daten und einem Sicherheitscode versorgt. Der Transceiver 35 kann zudem zum Empfangen von Daten dienen, was in 3 nicht explizit dargestellt ist. Der Sendeknoten 30 kann mittels eines Microcontrollers implementiert sein.The 3 shows a communication circuit arrangement according to some embodiments, in which as a communication medium, a CAN bus 36 is used. In the embodiment of the 3 serves a communication circuit 30 . 35 as a transmitter, and a communication circuit 31 . 37 as receiver. The reference number 30 refers to a transmitting node, a transceiver 35 supplied with data to be sent and a security code. The transceiver 35 can also serve to receive data, what in 3 is not explicitly shown. The sending node 30 can be implemented by means of a microcontroller.
Zu sendende Daten werden in einen Sendepuffer 33 des Sendeknotens 30 in herkömmlicher Weise geschrieben. Diese zu sendenden Daten werden durch eine Sendeschaltung 34 in eine zu sendende Bitfolge umgesetzt, d.h. eine Folge logischer Einsen und Nullen, da dann als Signal Tx an den Transceiver 35 gesendet wird.Data to be sent will be sent to a send buffer 33 of the transmitting node 30 written in a conventional way. These data to be sent are transmitted by a transmission circuit 34 converted into a bit sequence to be sent, ie a sequence of logical ones and zeros, since then as a signal Tx to the transceiver 35 is sent.
Ein Sicherheitscodegenerator 32 empfängt einen Schlüssel und erzeugt basierend auf diesem Schlüssel einen Sicherheitscode als kryptographisches Datum. Der Schlüssel kann dabei von einer Schlüsselverwaltungseinrichtung, die speziell geschützt ist, empfangen werden, insbesondere von einem Hardwaresicherheitsmodul (HSM; hardware security module), wie es später noch näher erläutert werden wird.A security code generator 32 receives a key and generates a security code as a cryptographic date based on this key. The key can be received by a key management device, which is specially protected, in particular by a hardware security module (HSM), as will be explained in more detail later.
Der Sicherheitscodegenerator 32 empfängt des Weiteren Informationen über die zu sendenden Daten und über eine Position von sogenannten dominanten Sendebits, und erzeugt den Sicherheitscode in dem dargestellten Beispiel des CAN-Protokolls so, dass der Sicherheitscode nur auf dominante Bits eines Datenteils der Übertragung moduliert wird. Auch bei anderen physikalischen Kommunikationsprotokollen können bestimmte Pegel ausgewählt werden, auf die das zweite Signal mit dem kryptographischen Datum moduliert wird.The security code generator 32 further receives information about the data to be transmitted and a position of so-called dominant transmission bits, and generates the security code in the illustrated example of the CAN protocol so that the security code is modulated only to dominant bits of a data part of the transmission. Also in other physical communication protocols, certain levels may be selected to which the second signal is modulated with the cryptographic date.
Dominante Bits sind dabei Bits, bei welchen ein Bus wie der CAN-Bus 36 aktiv auf einen Pegel getrieben wird, während er bei sogenannten rezessiven Bits durch Widerstände passiv auf einen anderen Pegel gezogen wird. Bei der CAN-Übertragung sind Bits, welche eine logische 0 repräsentieren, dominante Bits, und Bits, die eine logische 1 repräsentieren, rezessive Bits. Bei andere Kommunikationsstandards kann dies anders sein, und es können beispielsweise alle Bits aktiv getrieben werden. „Nur auf einen Datenteil“ bezieht sich darauf, dass die Übertragung bei CAN und anderen Kommunikationsprotokollen in sogenannten Datenrahmen (frames) erfolgt, die einen sogenannten Header gefolgt von dem Datenteil für Nutzdaten aufweisen. Bei manchen Ausführungsbeispielen wird der Sicherheitscode nur auf diesen Datenteil moduliert. Dies kann beim CAN-Protokoll vorteilhaft sein, da während des Headers mehrere Transmitter gleichzeitig auf dem CAN-Bus senden können. Bei anderen Ausführungsbeispielen, insbesondere anderen physikalischen Kommunikationsprotokollen, können auch Headerbits zur Modulation mit dem Sicherheitscode verwendet werden.Dominant bits are bits in which a bus is like the CAN bus 36 is actively driven to a level while being passively pulled to a different level by resistors in so-called recessive bits. In CAN transmission, bits representing a logical 0 are dominant bits, and bits representing a logical 1 are recessive bits. For other communication standards, this may be different and, for example, all bits may be actively driven. "Only one data part" refers to the fact that the transmission takes place in CAN and other communication protocols in so-called frames, which have a so-called header followed by the data part for payload data. In some embodiments, the security code is modulated only to this data part. This can be advantageous in the CAN protocol because multiple transmitters can simultaneously transmit on the CAN bus during the header. In other embodiments, in particular other physical communication protocols, header bits for modulation with the security code can also be used.
Der Transceiver 35 moduliert dann die Amplituden der dominanten Bits entsprechend dem Sicherheitscode, was in diesem Ausführungsbeispiel der Überlagerung des zweiten Signals entspricht. Durch Kenntnis der Daten und der Bitpositionen kann der Sicherheitscodegenerator den Sicherheitscode entsprechend so erzeugen, dass Bitwechsel des Sicherheitscodes (von 0 auf 1 oder von 1 auf 0) nur bei dominanten Bits auftreten. Ein Beispiel hierfür wird später erläutert. Hier ist das zweite Signal also ein pulsförmiges Signal mit zwei Zuständen entsprechend 0 und 1. Bei anderen Ausführungsbeispielen können auch andere Arten von zweiten Signalen, z.B. welchselstromförmige Signale wie QAMmodulierte Signale, verwendet werden, solange ein kryptographisches Datum übertragbar ist.The transceiver 35 then modulates the amplitudes of the dominant bits according to the security code, which in this embodiment corresponds to the superposition of the second signal. By knowing the data and the bit positions, the security code generator can generate the security code in such a way that bit changes of the security code (from 0 to 1 or from 1 to 0) only occur with dominant bits. An example of this will be explained later. Here, the second signal is thus a pulse-shaped signal with two states corresponding to 0 and 1. In other embodiments, other types of second signals, such as alternating current signals such as QAM modulated signals, can be used, as long as a cryptographic date is transferable.
Empfängerseitig decodiert ein CAN-Transceiver 37 den Sicherheitscode aus dem gesendeten Signal und stellt eine Empfangsschaltung 38 eines Empfangsknotens 31 zudem ein Empfangssignal basierend auf den empfangenen Pegeln gemäß dem CAN- Kommunikationsprotokoll bereit. Die Empfangsschaltung 38 erfolgt aus dem Signal Rx Empfangsdaten, die in einem Empfangspuffer 39 gespeichert werden.On the receiver side, a CAN transceiver decodes 37 the security code from the sent signal and provides a receive circuit 38 a receiving node 31 In addition, a reception signal based on the received levels according to the CAN communication protocol ready. The receiving circuit 38 takes place from the signal Rx receive data received in a receive buffer 39 get saved.
Der wiedergewonnene Sicherheitscode, die Position von empfangenen Bits und die empfangenen Daten werden einer Verifizierungsschaltung 310 bereitgestellt. Die Verifizierungsschaltung 310 empfängt den Schlüssel, auf Basis dessen der Sicherheitscodegenerator 32 den Sicherheitscode erzeugt hat. Basierend auf dem Schlüssel, den Empfangsdaten und der Empfangsbitposition kann die Verifizierungsschaltung 310 einen erwarteten Sicherheitscode nach den gleichen Regeln bestimmen, nach denen der Sicherheitscodegenerator 32 den Sicherheitscode aus dem Schlüssel, den Sendedaten und der Sendebitposition bestimmt hat. Beispiele hierfür werden noch erläutert. Dieser erwartete Sicherheitscode wird dann mit dem empfangenen Sicherheitscode verglichen. Bei Übereinstimmung ist die Authentifizierung erfolgreich und die empfangenen Daten können verwendet werden. Bei Nichtübereinstimmung ist die Authentifizierung fehlgeschlagen, und es können wie bereits unter Bezugnahme auf die 1 erläutert Maßnahmen ergriffen werden.The recovered security code, the position of received bits, and the received data become a verification circuit 310 provided. The verification circuit 310 receives the key based on which the security code generator 32 has generated the security code. Based on the key, the receive data, and the receive bit position, the verification circuitry may 310 determine an expected security code according to the same rules, according to which the security code generator 32 has determined the security code from the key, the transmission data and the transmission bit position. Examples of this will be explained. This expected security code is then compared to the received security code. If they match, authentication succeeds and the received data can be used. In the event of a mismatch, the authentication failed and, as already described with reference to the 1 explained actions are taken.
Ein Beispiel für den Aufbau von CAN-Transceivern gemäß Ausführungsbeispielen, beispielsweise den CAN-Transceivern 35, 37 der 3, werden nunmehr unter Bezugnahme auf die 4 und 5 erläutert.An example of the structure of CAN transceivers according to embodiments, for example, the CAN transceivers 35 . 37 of the 3 , are now with reference to the 4 and 5 explained.
4 zeigt einen CAN-Transceiver 41 gemäß einem Ausführungsbeispiel, welcher mit einem Microcontroller 40 kommuniziert. Der Microcontroller 40 kann dabei insbesondere die für den Sendeknoten 30 der 3 und/oder den Empfangsknoten 31 der 3 erläuterten Funktionen übernehmen, insbesondere ein zweites Signal und ein kryptographisches Datum, wie einen Sicherheitscode, und ein zu sendendes erstes Signal bereitstellen. 4 shows a CAN transceiver 41 according to an embodiment, which with a microcontroller 40 communicated. The microcontroller 40 can in particular the for the transmitting node 30 of the 3 and / or the receiving node 31 of the 3 take over explained functions, in particular a second signal and a cryptographic date, such as a security code, and provide a first signal to be transmitted.
In 4 sind als erstes Signal zu sendende Sendedaten mit Tx, aus einem Empfangssignal wiedergewonnene Empfangsdaten mit Rx, der als zweites Signal zu sendende Sicherheitscode mit sc_send und der empfangene Sicherheitscode mit sc_empf gekennzeichnet.In 4 are transmission data to be sent as the first signal with Tx, received data received from a received signal with Rx, the second signal to be sent security code with sc_send and the received security code with sc_empf.
Die zu sendenden ersten Sendedaten Tx, welche das erste Signal bestimmen, und der als zweites Signal zu sendende Sicherheitscode werden an einen Transmitter 42 des Transceivers 41 übermittelt. Dieser erzeugt auf CAN-Leitungen CANH, CANL, ein entsprechendes Überlagerungssignal gemäß dem CAN-Kommunikationsprotokoll, welches durch den Sicherheitscode moduliert wird. Die Leitungen CANH, CANL, sind dabei wie durch die oben erwähnten CAN-Standards spezifiziert mit einem Widerstand 45 von etwa 60 Ohm verbunden. Bei rezessiven Bits gleicht sich das Potenzial der Leitungen CANH, CANL über den Widerstand 45 einander an, sodass im Wesentlichen keine Potenzialdifferenz zwischen den Leitungen vorliegt. Bei dominanten Bits werden die Leitungen CANH, CANL von dem Transmitter 42 aktiv auf eine Spannungsdifferenz getrieben.The first send data to be sent Tx which determine the first signal, and the security code to be sent as the second signal are sent to a transmitter 42 of the transceiver 41 transmitted. This generates on CAN lines CANH, CANL, a corresponding overlay signal according to the CAN communication protocol, which is modulated by the security code. The lines CANH, CANL, are as specified by the above-mentioned CAN standards with a resistor 45 about 60 Ohm connected. For recessive bits, the potential of the CANH, CANL lines is similar across the resistor 45 each other, so that there is substantially no potential difference between the lines. For dominant bits, the lines CANH, CANL from the transmitter 42 actively driven to a voltage difference.
Beispiele für die Implementation des Transmitters 42 hierzu werden später noch näher erläutert. Zum Empfangen sind die Leitungen CANH, CANL mit einem Receiver 43 verbunden, der das erste Signal s1 wiedergewinnt. Zudem sind die Leitungen mit einer Überwachungsschaltung 44 verbunden, welche aus der Differenzspannung zwischen den Spannungen an den Leitungen CANH, CANL den Sicherheitscode wiedergewinnt. Hierzu kann die Differenzspannung insbesondere mit einem Schwellenwert verglichen werden, wie dies später noch näher erläutert werden wird.Examples of the implementation of the transmitter 42 this will be explained later in more detail. To receive the lines are CANH, CANL with a receiver 43 connected, which is the first signal s1 recovers. In addition, the lines with a monitoring circuit 44 connected, which recovers the security code from the differential voltage between the voltages on the lines CANH, CANL. For this purpose, the differential voltage can be compared in particular with a threshold value, as will be explained in more detail later.
Die 5 zeigt einen Teil eines Transmitters, insbesondere einen Treiber als Beispiel für eine mögliche Implementierung des Transmitters 42 der 5. Allgemein wird in der dominanten Phase die Leitung CANH über einen Widerstand mit einer positiven Spannung (beispielsweise VDD, VCC oder einer anderen Versorgungsspannung Vs) verbunden, und die Leitung CANL wird über einen Widerstand mit einer hierzu kleineren Spannung (beispielsweise VSS, Masse oder dergleichen) verbunden. Dieses Verbinden kann schrittweise über mehrere Widerstände geschehen. Die 5 zeigt eine entsprechende Schaltung für die Leitung CANH. Eine entsprechende Schaltung kann auch für die Leitung CANL vorgesehen sein. The 5 shows a part of a transmitter, in particular a driver as an example of a possible implementation of the transmitter 42 of the 5 , Generally, in the dominant phase, the CANH line is connected through a resistor to a positive voltage (eg, VDD, VCC, or other supply voltage Vs), and the CANL line is connected through a resistor of a smaller voltage (e.g., VSS, ground, or the like). connected. This connection can be done step by step over several resistors. The 5 shows a corresponding circuit for the line CANH. A corresponding circuit can also be provided for the line CANL.
Der Treiber der 5 umfasst eine Parallelschaltung 50 einer Vielzahl von Widerständen 55, 53, 51, welche jeweils mit einem zugeordneten Schalter 56, 54, 52 in Reihe geschaltet ist. Die Schalter können mittels Transistoren implementiert sein. Ein erster Anschluss der Widerstände 55, 53 51 ist mit einer Versorgungsspannung Vs verbunden, und ein jeweiliger zweiter Anschluss ist mit einem ersten Anschluss des jeweils zugeordneten Schalters verbunden. Zweite Anschlüsse der Schalter 56, 54, 52 sind über eine Diode 57 mit den Leitung CANH verbunden. Die Anzahl von drei Widerständen und drei zugeordneten Schaltern ist dabei als Beispiel zu verstehen, und es kann jede Anzahl von Widerständen mit jeweils zugeordneten Schaltern bereitgestellt sein.The driver of 5 includes a parallel connection 50 a variety of resistances 55 . 53 . 51 , each with an associated switch 56 . 54 . 52 is connected in series. The switches can be implemented by means of transistors. A first connection of the resistors 55 . 53 51 is connected to a supply voltage Vs, and a respective second terminal is connected to a first terminal of the respective associated switch. Second connections of the switches 56 . 54 . 52 are over a diode 57 connected to the CANH line. The number of three resistors and three associated switches is to be understood as an example, and there may be provided any number of resistors, each with associated switches.
Bei einem rezessiven Bit sind alle Schalter 56, 54, 52 geöffnet, und über den Widerstand 45 der 4 wird eine Spannungsdifferenz zwischen CANH und CANl ausgeglichen. Bei einem dominanten Bit werden die Schalter 56, 54, 52 sukzessive geschlossen, sodass der Spannungspegel auf der Leitung CANH letztendlich durch die Versorgungsspannung Vs den Wert der Widerstände 55, 53, 51, dem Wert des Widerstandes 45 sowie dem Wert entsprechender Widerstände einer entsprechenden Schaltung, die mit der Leitung CANL verbunden ist, bestimmt wird.For a recessive bit, all switches are 56 . 54 . 52 opened, and over the resistance 45 of the 4 a voltage difference between CANH and CANl is compensated. In a dominant bit, the switches 56 . 54 . 52 successively closed, so that the voltage level on the line CANH ultimately by the supply voltage vs the value of the resistors 55 . 53 . 51 , the value of the resistance 45 and the value of corresponding resistors of a corresponding circuit connected to the CANL line.
Bei der Sendeschaltung 42 der 4 bestimmt der Sicherheitscode, wie viele Schalter bei einem dominanten Bit, z.B. bei einem Wechsel von Tx in 4 von 1 auf 0, geschlossen werden. Beispielsweise wird ein Teil der Schalter 56, 54, 52, z.B. alle Schalter außer dem Schalter 52, im dominanten Fall immer geschlossen. Ein anderer Teil der Schalter, beispielsweise der Schalter 52, wird im dominanten Fall in Abhängigkeit von dem Sicherheitscode gesteuert. Auf diese Weise wird z.B. durch Schließen der Schalter 56, 54 der Pegel für ein dominantes Bit der CAN-Übertragung erzeugt, und durch wahlweise Schließen des Schalters 52 wird der Sicherheitscode aufmoduliert. Der Widerstand 51 ist in diesem Beispiel dann so dimensioniert, dass durch Öffnen und Schließen des Schalters 52 der Spannungspegel auf der Leitung CANH einen durch das Kommunikationsprotokoll, in diesem Fall des CAN-Protokolls, spezifizierten Spannungsbereichs für den dominanten Pegel nicht verlässt. Dieser kann bei manchen Ausführungsbeispielen eine Rückwärtskompatibilität sicherstellen. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann auch mehr als ein Schalter zur Modulation des Sicherheitscodes auf das Signal verwendet werden.At the transmission circuit 42 of the 4 determines the security code, how many switches in a dominant bit, eg a change of Tx in 4 from 1 to 0, be closed. For example, part of the switch 56 . 54 . 52 , eg all switches except the switch 52 , always closed in the dominant case. Another part of the switch, such as the switch 52 , is controlled in the dominant case depending on the security code. In this way, for example, by closing the switch 56 . 54 the level for a dominant bit of the CAN transmission is generated, and by selectively closing the switch 52 the security code is modulated. The resistance 51 is dimensioned in this example so that by opening and closing the switch 52 the voltage level on the CANH line does not leave a dominant level voltage range specified by the communication protocol, in this case the CAN protocol. This may ensure backward compatibility in some embodiments. In other embodiments, more than one switch may be used to modulate the security code to the signal.
Zur weiteren Veranschaulichung zeigt die 6 Beispiele für Signale des Ausführungsbeispiels der 4. Es ist zu bemerken, dass diese und auch andere in dieser Anmeldung dargestellten Signalformen nur der Veranschaulichung dienen und sich die exakten Signalformen in Abhängigkeit von der Implementierung, zu übertragenden Informationen und einem gewählten Sicherheitscode oder anderen kryptographischen Daten, verwendeten Kommunikationsprotokollen sowie in Abhängigkeit von äußeren Umständen wie Temperatur ändern können.For further illustration shows the 6 Examples of signals of the embodiment of 4 , It should be noted that these and other forms of signal presented in this application are illustrative only and the exact waveforms are used depending on the implementation, information to be transmitted and selected security code or other cryptographic data, communication protocols used, and external circumstances how to change temperature.
Mit 60 sind die Sendedaten Tx in 4 bezeichnet, d.h. die von dem Microcontroller 40 in dem Transceiver 41 empfangenen zu sendenden Daten, die das erste Signal bestimmen. Die Daten stellen eine Abfolge aus logischen Einsen und Nullen dar.With 60 are the transmission data Tx in 4 referred to, ie that of the microcontroller 40 in the transceiver 41 received data to be sent, which determine the first signal. The data represents a sequence of logical ones and zeros.
Mit 61 wird der zu sendende Sicherheitscode bezeichnet, der das zweite Signal bestimmt. Mit 62 ist ein letztendlich auf den CAN-bus gesendetes Überlagerungssignal dargestellt, wobei die Differenz zwischen den Spannungen auf den Leitungen CANH, CANL, auch als Vdiff bezeichnet, dargestellt ist. Bei einer logischen 1 der Sendedaten 60 liegt ein rezessiver Zustand des Busses vor, d.h. die Leitungen CANH, CANL werden nicht aktiv getrieben, und über den Widerstand 45 gleicht sich das Potenzial der Leitungen CANH, CANL einander an. Das Überlagerungssignal 62, welches die Differenzspannung Vdiff widerspiegelt, ist also bei oder nahe 0. Bei einer logischen 0 (niedriger Pegel) des Signals 60 werden die Leitungen CANH, CANL jeweils über Widerstände mit Spannungen verbunden, wie unter Bezugnahme auf 5 erläutert, sodass sich eine Differenzspannung ergibt. Während dieser dominanten Phasen wird der Sicherheitscode 61 als zweites Signal aufmoduliert. Wie an dem Überlagerungssignal 62 zu sehen ist, ist während der dominanten Phasen die Spannung Vdiff etwas höher, auf einem Pegel 65, wenn das Signal 61 auf logisch 1 (hoher Pegel) ist, und etwas niedriger, auf einem Pegel 66, wenn der Sicherheitscode 61 auf logisch 0 (niedriger Pegel) ist. Dies kann wie unter Bezugnahme auf die 5 erläutert durch wahlweises Schließen des Schalters wie des Schalters 52 erreicht werden.With 61 is the security code to send, which determines the second signal. With 62 is a finally transmitted to the CAN bus overlay signal is shown, wherein the difference between the voltages on the lines CANH, CANL, also referred to as Vdiff, is shown. With a logical 1 of the transmission data 60 there is a recessive state of the bus, ie the CANH, CANL lines are not actively driven, and via the resistor 45 the potential of the cables CANH, CANL is equal to each other. The overlay signal 62 which reflects the difference voltage Vdiff is thus at or near 0. At a logic 0 (low level) of the signal 60 The lines CANH, CANL are each connected via resistors with voltages, as with reference to 5 explained, so that there is a difference voltage. During these dominant phases becomes the security code 61 modulated as a second signal. As with the overlay signal 62 can be seen, is the tension during the dominant phases V diff a bit higher, at a level 65 if the signal 61 is at logic 1 (high level), and slightly lower at a level 66 if the security code 61 is at logic 0 (low level). This can as with reference to the 5 explained by selectively closing the switch as the switch 52 be achieved.
Mit 63 sind die aus dem Signal 62 wiedergewonnenen Empfangsdaten Rx bezeichnet. Dieses entspricht dem Signal 60 mit einer Verzögerung, die von einer Wahl der Abtastzeitpunkte abhängt. Mit 64 ist der wiedergewonnene Sicherheitscode bezeichnet. Dieser entspricht ebenso mit einer Verzögerung dem gesendeten Sicherheitscode 61. Damit dies möglich ist, werden Signalwechsel wie oben bereits kurz erläutert des Sicherheitscodes 61 so gewählt, dass sie während dominanter Phasen liegen, beispielsweise wie in 6 gezeigt, mit dem Beginn dominanter Phasen zusammenfallen, wofür wie bereits unter Bezugnahme auf die 3 erläutert ein Sicherheitscodegenerator Information über die zu sendenden Daten erhält. Ein Flankenwechsel des Signals 61 während einer rezessiven Phase würde hingegen nicht sofort im Signal 62 wiedergespiegelt werden, sondern ggf. erst bei dem nächsten dominanten Bit, was zu einer Änderung des Signals 64 verglichen mit dem Signal 61 führen würde.With 63 are the ones out of the signal 62 recovered receive data Rx designated. This corresponds to the signal 60 with a delay that depends on a choice of sampling times. With 64 is the recovered security code. This also corresponds with a delay to the sent security code 61 , For this to be possible, signal changes are briefly explained above of the security code 61 chosen to be during dominant phases, for example as in 6 shown to coincide with the onset of dominant phases, as already explained with reference to the 3 explains a security code generator receives information about the data to be sent. An edge change of the signal 61 during a recessive phase, however, would not be immediately in the signal 62 but possibly only at the next dominant bit, resulting in a change in the signal 64 compared to the signal 61 would lead.
Zu beachten ist, dass je nach zu sendenden Daten relativ viele rezessive Bits sukzessive gesendet werden können. Je nach verwendetem physikalischen Kommunikationsprotokoll ist aber eine gewisse Anzahl an dominanten Phasen sichergestellt, sodass der Sicherheitscode oder allgemein ein zweites Signal, welches ein kryptographisches Datum umfasst, aufmoduliert werden kann.It should be noted that depending on the data to be sent, relatively many recessive bits can be sent successively. Depending on the physical communication protocol used, however, a certain number of dominant phases is ensured so that the security code or, in general, a second signal which includes a cryptographic date can be modulated.
Wie oben erläutert entsteht durch die Wahl der Abtastzeitpunkte (und ggf. auch durch andere Effekte wie Signallaufzeiten) eine Verzögerung zwischen den Sendedaten Tx, welche zu senden sind, und den wiedergewonnenen Empfangsdaten Rx. Dies wird nun unter Bezugnahme auf die 7 und 8 noch näher erläutert. Die 7 und 8 betreffen dabei insbesondere das Wiedergewinnen des Sicherheitscodes und die Wahl von Abtastzeitpunkten hierzu, d.h. die Wahl von Zeitpunkten, zu denen die Spannungsdifferenz Vdiff zum Gewinnen des Sicherheitscodes ausgewertet wird.As explained above, the choice of sampling times (and possibly also other effects such as signal propagation times) results in a delay between the transmission data Tx which are to be sent and the received received data Rx , This will now be with reference to the 7 and 8th explained in more detail. The 7 and 8th In this case, in particular, the retrieval of the security code and the selection of sampling instants for this purpose, ie the selection of times at which the voltage difference Vdiff is evaluated to obtain the security code.
Die 7 zeigt als Verlauf 70 die Sendedaten Tx, als Überlagerungssignal 71 die Spannung Vdiff, als Verlauf 72 die Empfangsdaten Rx und als Verlauf 73 den wiedergewonnenen Sicherheitscode. In diesem Beispiel wird die Spannung Vdiff bezüglich des Sicherheitscodes bei der fallenden Flanke des Signals Rx ausgewertet. In anderen Worten wird, sobald eine fallende Flanke des Signals Rx und somit ein Übergang zu einer dominanten Phase erkannt wird, die Spannungsdifferenz Vdiff ausgewertet, um einen Wert für den Sicherheitscode wiederzugewinnen. Dies kann durch Vergleich der Spannungsdifferenz Vdiff mit einem Schwellenwert geschehen, der zwischen den beiden möglichen Signalpegeln im dominanten Fall liegt (vgl. die beiden in 6 gezeigten Pegel 65, 66, als Schwellenwert wird dann eine Spannung zwischen diesen Pegeln gewählt), wie später noch erläutert werden wird. In diesem Fall ist der wiedergewonnene Sicherheitscode 73 zu den Empfangsdaten 72 hinsichtlich Flankenwechseln synchron. Hierfür ist nötig, dass zu diesem Zeitpunkt das Überlagerungssignal 71 für das Abtasten zum Wiedergewinnen des Sicherheitscodes „gültig“ ist, d.h. seinen stationären Wert erreicht hat. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Schleifenverzögerung (im Englischen als loop delay bezeichnet) kleiner ist als die Zeitdauer eines Bits bei der höchsten Bitrate (beispielsweise entspricht dies bei 5 Megabit pro Sekunde 200 Nanosekunden), da sich sonst der Bitzustand schon wieder geändert haben könnte.The 7 shows as history 70 the transmission data Tx , as a superposition signal 71 the voltage Vdiff, as a course 72 the reception data Rx and as a course 73 the recovered security code. In this example, the voltage becomes V diff with respect to the security code at the falling edge of the signal Rx evaluated. In other words, once a falling edge of the signal Rx and thus a transition to a dominant phase is detected, the voltage difference Vdiff evaluated to recover a value for the security code. This can be done by comparing the voltage difference V diff with a threshold value between the two possible signal levels in the dominant case (compare the two in 6 shown level 65 . 66 , as threshold then a voltage between these levels is selected), as will be explained later. In this case, the recovered security code 73 to the reception data 72 synchronous with respect to edge changes. For this it is necessary that at this time the overlay signal 71 for scanning to recover the security code is "valid", ie has reached its steady state value. This is the case, for example, if the loop delay is less than the duration of one bit at the highest bit rate (for example, 5 megabits per second) 200 Nanoseconds), otherwise the bit status could have changed again.
Eine Alternative ist in 8 gezeigt. Die 8 zeigt Sendedaten Tx, ein Überlagerungssignal 81 als Spannungsdifferenz Vdiff auf dem Bus, Empfangsdaten Rx und einen wiedergewonnenen Sicherheitscode 83. Hier erfolgt das Abtasten der Differenzspannung Vdiff eine vorgegebene Zeit dt nach der fallenden Flanke von Sendedaten 80, wobei die Zeit dt kleiner als die Zeitdauer eines Bits bei der höchsten auftretenden Bitrate gewählt ist. So wird sichergestellt, dass sich im Abtastzeitpunkt das Bit nicht wieder geändert hat. In diesem Fall ist der wiedergewonnene Sicherheitscode 83 hinsichtlich Flankenwechsel nicht synchron zu den Empfangsdaten 82.An alternative is in 8th shown. The 8th shows transmission data Tx , a beat signal 81 as a voltage difference V diff on the bus, reception data Rx and a recovered security code 83 , Here, the sampling of the differential voltage takes place V diff a predetermined time dt after the falling edge of transmission data 80 , where the time dt is less than the time duration of one bit at the highest occurring bit rate. This ensures that the bit has not changed again at the sampling time. In this case, the recovered security code 83 with regard to edge change, not synchronous with the received data 82 ,
Diese Abtastzeitpunkte sind lediglich als Beispiel zu verstehen, und es können allgemein Abtastzeitpunkte gewählt werden, bei welchen das Signal die abzutastenden Signalpegel soweit angenommen hat, dass die verschiedenen Pegel des aufmodulierten Sicherheitscodes unterscheidbar sind.These sampling times are to be understood as examples only, and sampling times may generally be chosen in which the signal has taken the signal levels to be sampled to the extent that the different levels of the modulated security code are distinguishable.
Bei manchen Implementierungen, beispielsweise bei manchen Kommunikationsprotokollen, kann es wünschenswert sein, dass Signale hinsichtlich des Verlaufs ansteigender und fallender Flanken sich immer gleich verhalten. Durch das Überlagern des zweiten Signals, z.B. Aufmodulieren des Sicherheitscodes, kann es bei manchen Implementierungen vorkommen, dass dies nicht gewährleistet ist. Zur Veranschaulichung sind in 9 Sendedaten Tx, welche eine zu sendende Bitfolge repräsentieren, dargestellt. Eine Kurve 91 zeigt einen Fall für das übertragende Überlagerungssignal, wenn ein logisch hoher Pegel des Sicherheitscodes aufmoduliert wird. Eine gestrichelte Kurve 92 zeigt den Fall des Überlagerungssignals, in dem ein logisch niedriger Pegel des Sicherheitscodes aufmoduliert wird, wobei in dem Beispiel der Kurven 91, 92 Schalter sukzessive geschlossen werden, wie unter Bezugnahme auf die 5 erläutert. Wie zu sehen ist, sind die ansteigenden Flanken in beiden Fällen bis zum Erreichen des jeweiligen Signalpegels identisch. Die fallenden Flanken können jedoch zeitlich versetzt sein. Wenn eine bestimmte Abtastschwelle zum Abtasten des Signals 91 bzw. 92 verwendet wird, kann dies wie durch Kurven 93, 94 angedeutet zu verschiedenen Empfangsdaten Rx führen, deren Flanken leicht zueinander versetzt sind. Dies kann bei manchen Anwendungen mit hohen Bitraten nachteilhaft sein.In some implementations, such as some communications protocols, it may be desirable for signals to behave consistently with respect to the history of rising and falling edges. By overlaying the second signal, eg modulating the security code, it may happen in some implementations that this is not guaranteed. By way of illustration, in 9 transmit data Tx representing a bit string to be transmitted. A curve 91 shows a case for the transmitted beat signal when a logical high level of the security code is modulated. A dashed curve 92 shows the case of the beat signal in which a logic low level of the security code is modulated, in the example of the curves 91 . 92 Switch be closed successively, as with reference to the 5 explained. As can be seen, the rising edges in both cases are identical until the respective signal level is reached. However, the falling edges can be offset in time. If a certain sampling threshold for sampling the signal 91 respectively. 92 This can be done as if through curves 93 . 94 indicated to different reception data Rx lead, whose flanks are slightly offset from each other. This can be detrimental in some high bit rate applications.
In einem derartigen Fall kann das Schalten auf einen höheren Pegel für eine logische 1 des Sicherheitscodes zeitlich versetzt erfolgen, wie dies in einem unteren Teil der 9 dargestellt ist. Dabei sind wieder Sendedaten Tx gezeigt, und ein Verlauf 96 zeigt eine verzögerte Version der Sendedaten 95. In diesem Falle erfolgt die Erzeugung des Überlagerungssignals 97 ohne den aufmodulierten Sicherheitscode auf Basis des verzögerten Signals 96. Das Ende der Aufmodulierung des Sicherheitscodes erfolgt hingegen mit der steigenden Flanke des Signals 95, sodass der Sicherheitscode beabstandet zu den Flanken des Signals aufmoduliert wird, wie durch das Signal 97 gezeigt. In anderen Worten erfolgt hier eine Überlagerung des zweiten Signals gemäß dem Sicherheitscode, nachdem für eine bestimmte Zeit kein Pegelwechsel des ersten Signals erfolgte und für eine bestimmte Zeit kein Pegelwechsel des ersten Signals erfolgen wird. Eine Schwellenspannung 98, auf deren Basis der Signalwechsel des Empfangssignals erfolgt, wird somit unabhängig von dem aufmodulierten Sicherheitscode immer zur gleichen Zeit gekreuzt. Die steigende Flanke der Sendedaten 95 kann zudem dann zum Abtasten des Sicherheitscodes verwendet werden (siehe die Erläuterungen zu den 7 und 8 hinsichtlich des Abtasten des Sicherheitscodes).In such a case, the switching to a higher level for a logical 1 of the security code may be staggered as in a lower part of the security code 9 is shown. Here again are transmission data Tx shown, and a course 96 shows a delayed version of the transmission data 95 , In this case, the generation of the beat signal takes place 97 without the modulated security code based on the delayed signal 96 , The end of the Aufmodulation of the security code, however, takes place with the rising edge of the signal 95 such that the security code is modulated at a distance from the edges of the signal, as by the signal 97 shown. In other words, a superimposition of the second signal according to the security code takes place here after no change in level of the first signal has occurred for a specific time and no level change of the first signal will take place for a specific time. A threshold voltage 98 , based on the signal change of the received signal is thus always crossed at the same time regardless of the modulated security code. The rising edge of the transmission data 95 can also be used to scan the security code (see the notes to the 7 and 8th regarding the scanning of the security code).
Durch die Modulation des Sicherheitscodes wie in dem Überlagerungssignal 97 wird die Schleifenverzögerung geringfügig erhöht, da die verzögerten Sendedaten 96 als Grundlage für die Erzeugung des Signals verwendet werden, es bleibt jedoch das Verhalten hinsichtlich steigender und fallender Flanken bei manchen Ausführungsbeispielen unabhängig von dem aufmodulierten Sicherheitscode.By modulating the security code as in the overlay signal 97 the loop delay is slightly increased since the delayed transmit data 96 are used as the basis for the generation of the signal, however, the behavior regarding rising and falling edges in some embodiments remains independent of the modulated security code.
Wie bereits vorstehend erläutert kann der Sicherheitscode wiedergewonnen werden, indem das empfangene Signal im Falle eines CAN-Busses die Differenzspannung, mit einem Schwellenwert (z.B. Schwellenspannung) verglichen wird. Dieser Schwellenwert liegt zweckmäßigerweise zwischen den beiden möglichen Pegeln des Sicherheitscodes, beispielsweise zwischen den Pegeln 65 und 66 der 6. Diese beiden Pegel liegen bei manchen Ausführungsbeispielen relativ nah beieinander, beispielsweise um sicherzustellen, dass beide Pegel innerhalb eines Toleranzbereichs für einen entsprechenden Signalpegel des Signals gemäß dem Kommunikationsprotokoll liegen, wie erläutert. Bei manchen Implementierungen können die Pegel zusätzlich in Abhängigkeit von Umständen wie Temperatur, Versorgungsspannung, Herstellungstoleranzen von Komponenten und dergleichen schwanken, was bei manchen Ausführungsbeispielen eine geeignete Wahl der Schwellenspannung erschweren kann. Dies wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 10 und 11 am Beispiel eines CAN-Busses erläutert, und dann werden nachfolgend verschiedene Kalibrierungsmöglichkeiten erläutert, welche es ermöglichen, auch in Implementierungen, bei denen derartige Variationen auftreten, eine geeignete Schwellenspannung zu bestimmen.As already explained above, the security code can be recovered by comparing the received signal in the case of a CAN bus, the differential voltage, with a threshold value (eg threshold voltage). This threshold is expediently between the two possible levels of the security code, for example between the levels 65 and 66 of the 6 , These two levels are relatively close together in some embodiments, for example, to ensure that both levels are within a tolerance range for a corresponding signal level of the signal according to the communication protocol, as explained. Additionally, in some implementations, the levels may vary depending on circumstances such as temperature, supply voltage, component manufacturing tolerances, and the like, which in some embodiments may make it difficult to properly select the threshold voltage. This will now be with reference to the 10 and 11 is explained using the example of a CAN bus, and then various calibration options are explained below, which make it possible to determine a suitable threshold voltage in implementations in which such variations occur.
10 zeigt schematisch einen Treiber eines Transmitters für einen CAN-Bus im dominanten Zustand. Die 10 zeigt die beiden bereits diskutierten Leitungen CANH, CANL eines CAN-Busses, welche über einen Lastwiderstand 100 entsprechend dem Lastwiderstand 45 der 4 verbunden sind. Der Lastwiderstand 100 weist bei CAN-Bussen einen Wert von 60 Ohm auf, wobei hier Toleranzen in einem Bereich von etwa 50 Ohm bis 75 Ohm zugelassen sind. Die Leitung CANH ist über einen Widerstand 101 mit einem Widerstandwert RH und eine Diode 102 mit einer positiven Versorgungsspannung VCC verbunden, und die Leitung CANL ist über eine Diode 103 und einen Widerstand 104 mit einem Widerstandwert RL mit Masse verbunden. Der Widerstand 101 entspricht dabei beispielsweise denjenigen Widerständen 55, 53, 51 der 5, deren Schalter im dominanten Zustand geschlossen sind, ist also ein Ersatzschaltbild für die parallelen Schalter und Widerstände der 5 im dominanten Zustand, und die Diode 102 entspricht der Diode 57 der 5. Die Diode 103 und der Widerstand 104 entsprechen entsprechenden Komponenten zwischen CANL und Masse. Die differenzielle Spannung Vdiff zwischen CANH und CANL berechnet sich zu:
wobei Rload der Widerstandswert des Widerstandswert 100 und Ud die Diodenspannung der Dioden 102, 103 in Durchlassrichtung ist. 10 schematically shows a driver of a transmitter for a CAN bus in the dominant state. The 10 shows the two already discussed lines CANH, CANL a CAN bus, which via a load resistor 100 according to the load resistance 45 of the 4 are connected. The load resistance 100 indicates a value of CAN bus 60 Ohm, where tolerances in a range of about 50 Ohm up 75 Ohm are allowed. The CANH line is via a resistor 101 with a resistance value RH and a diode 102 connected to a positive supply voltage VCC, and the line CANL is via a diode 103 and a resistance 104 connected to ground with a resistance value RL. The resistance 101 corresponds to, for example, those resistors 55 . 53 . 51 of the 5 , whose switches are closed in the dominant state, so is an equivalent circuit diagram for the parallel switches and resistors 5 in the dominant state, and the diode 102 corresponds to the diode 57 of the 5 , The diode 103 and the resistance 104 correspond to corresponding components between CANL and ground. The differential voltage Vdiff between CANH and CANL is calculated as: where Rload is the resistance value of the resistance value 100 and Ud the diode voltage of the diodes 102 . 103 in the forward direction.
RH und RL variieren dabei zwischen den beiden Pegeln, die in dem dargestellten Sicherheitscode verwendet werden. Um ein Zahlenbeispiel zu geben, kann RH=RL=20 Ohm für den einen Pegel des Sicherheitscodes und RH=RL=15 Ohm für den anderen Pegel sein. Mit Beispielwerten VCC=5 Volt, Rload=60 Ohm und Ud=0,7 Volt ergibt sich dann mit der obigen Formal Vdiff,low=2,16 Volt und Vdiff,high=2,4 Volt für die beiden möglichen Pegel, mit denen der Sicherheitscode moduliert wird. Die Spannungsdifferenz zwischen diesen beiden Pegeln liegt bei diesem Beispiel also etwas über 200 mV. RH and RL vary between the two levels used in the displayed security code. To give a numerical example, RH = RL = 20 ohms for the one level of the security code and RH = RL = 15 ohms for the other level. With example values VCC = 5 volts, Rload = 60 ohms and Ud = 0.7 volts then results with the above formal Vdiff, low = 2.16 volts and Vdiff, high = 2.4 volts for the two possible levels with which the security code is modulated. The voltage difference between these two levels is therefore slightly above 200 mV in this example.
Wie aus der obigen Gleichung ersichtlich ist hängt die Spannung Vdiff von der Versorgungsspannung VCC sowie dem Lastwiderstand 100 ab. Zudem hängen die Größen in der Gleichung, beispielsweise die Diodenspannung Ud, auch von der Temperatur ab. Die Abhängigkeit von der Versorgungsspannung und von Rload ist in der 11 schematisch dargestellt. Die 12 veranschaulicht zudem eine Abhängigkeit von der Temperatur.As apparent from the above equation, the voltage Vdiff depends on the supply voltage VCC and the load resistance 100 from. In addition, the quantities in the equation, for example the diode voltage Ud, also depend on the temperature. The dependence on the supply voltage and on Rload is in the 11 shown schematically. The 12 also illustrates a dependence on temperature.
In der 11 zeigen Kurven 110-115 die Spannung Vdiff gemäß obiger Gleichung über dem Lastwiderstand Rload. Rload variiert dabei zwischen 50 und 75 Ohm, was beispielsweise einem erlaubten Variationsbereich für CAN-Busse entsprechen kann. In 12 ist die Spannung Vdiff über der Temperatur aufgetragen.In the 11 show curves 110 - 115 the voltage Vdiff according to the above equation across the load resistor Rload. Rload varies between 50 and 75 Ohm, which may correspond to a permitted variation range for CAN buses, for example. In 12 the voltage Vdiff is plotted against the temperature.
Die Kurven 110-115 zeigen die Spannung Vdiff für verschiedene Versorgungsspannungen und für einen hohen Pegel (entsprechend dem obigen Vdiff,high) und einen niedrigen Pegel (entsprechend dem obigen Vdiff,low) für die Beispielwerte für RH, RL von 15 bzw. 20 Ohm wie oben erläutert. Insbesondere zeigt die Kurve 110 Vdiff,high für VCC=5,25 Volt, die Kurve 1111 Vdiff,high für VCC=5, die Kurve 112 Vdiff,low für VCC=5,25 Volt, die Kurve 113 Vdiff,high für VCC=4,75 Volt, die Kurve 114 Vdiff,low für VCC=5 Volt und die Kurve 115 Vdiff,low für VCC=4,75 Volt. In 12 zeigt die Kurve 120 Vdiff,high für VCC=5 Volt und Rload=75 Ohm, die Kurve 121 Vdiff,high für VCC=5 Volt und Rload=60 Ohm, die Kurve 122 Vdiff,low für VCC=5 Volt und Rload=75 Ohm, die Kurve 123 Vdiff,high für VCC=5 Volt und Rload=50 Ohm, die Kurve 124 Vdiff,low für VCC=5 Volt und Rload=60 Ohm und die Kurve 125 Vdiff,low für VCC=5 Volt und Rload=50 Ohm.The curves 110 - 115 show the voltage Vdiff for various supply voltages and for a high level (corresponding to the above Vdiff, high) and a low level (corresponding to the above Vdiff, low) for the example values for RH, RL of 15 respectively. 20 Ohms as explained above. In particular, the curve shows 110 Vdiff, high for VCC = 5.25 volts, the curve 1111 Vdiff, high for VCC = 5, the curve 112 Vdiff, low for VCC = 5.25 volts, the curve 113 Vdiff, high for VCC = 4.75 volts, the curve 114 Vdiff, low for VCC = 5 volts and the curve 115 Vdiff, low for VCC = 4.75 volts. In 12 shows the curve 120 Vdiff, high for VCC = 5 volts and Rload = 75 ohms, the curve 121 Vdiff, high for VCC = 5 volts and Rload = 60 ohms, the curve 122 Vdiff, low for VCC = 5 volts and Rload = 75 ohms, the curve 123 Vdiff, high for VCC = 5 volts and Rload = 50 ohms, the curve 124 Vdiff, low for VCC = 5 volts and Rload = 60 ohms and the curve 125 Vdiff, low for VCC = 5 volts and Rload = 50 ohms.
Der externe Lastwiderstand 100 ist dabei a priori nicht bekannt und kann eben variieren wie erläutert. Auch die Versorgunsspannung kann variieren, beispielsweise zwischen 4,75 Volt und 5,25 Volt wie in 11 angegeben. Wie aus den 11 und 12 ersichtlich kann bei derartigen Implementierungen, bei denen solche Variationen auftreten können, kein einziger Schwellenwert (d.h. in diesem Fall eine Schwellenspannung) festgelegt werden, mit dem zwischen Vdiff,high und Vdiff,low für alle auftretenden Lastwiderstände, Spannungen und Temperaturen unterschieden werden kann. Z.B. würden bei einem Schwellenwert von 2,30 Volt wie in 4 ersichtlich bei einem Widerstand Rload über 60 Ohm und einer Versorgungsspannung von 5,75 Volt sowohl Vdiff,high (Kurve 110) als auch Vdiff,low (Kurve 112) über diesem Schwellenwert liegen, sodass eine Unterscheidung nicht möglich wäre. Gleiches gilt auch für andere mögliche Schwellenwerte.The external load resistance 100 is not known a priori and can vary as explained. The supply voltage may also vary, for example between 4.75 volts and 5.25 volts as in 11 specified. Like from the 11 and 12 As can be seen, in such implementations where such variations may occur, not a single threshold (ie, a threshold voltage in this case) can be established, with which a distinction can be made between Vdiff, high, and Vdiff, low for all occurring load resistances, voltages, and temperatures. For example, at a threshold of 2.30 volts as in 4 seen at a resistor Rload over 60 Ohms and a supply voltage of 5.75 volts both Vdiff, high (curve 110 ) as well as Vdiff, low (curve 112 ) above this threshold, so that a distinction would not be possible. The same applies to other possible thresholds.
Daher wird bei manchen Ausführungsbeispielen, bei welchen derartige Variationen auftreten können, eine Kalibrierung durchgeführt, für welche im Folgenden verschiedene Möglichkeiten erörtert werden. Bei Ausführungsbeispielen, bei denen derartige Variationen nicht oder in geringem Ausmaß auftreten, kann hingegen ein einziger Schwellenwert gewählt werden, und die Kalibrierung kann weggelassen werden.Therefore, in some embodiments in which such variations may occur, a calibration is performed for which various possibilities are discussed below. On the other hand, in embodiments in which such variations do not occur or to a small extent, a single threshold can be selected and the calibration can be omitted.
Die 13 zeigt eine für eine derartige Kalibrierung verwendete Schaltung gemäß mancher Ausführungsbeispiele. Bei dem Ausführungsbeispiel der 13 wird eine Nachbildung des in 10 dargestellten Treibers bereitgestellt, um eine Referenzspannung Vref zu gewinnen. Eine Nachbildung eines Schaltungsteils ist dabei eine Schaltung, die allgemein dem Schaltungsteil entsprechende Komponenten enthält, welche bezüglich des Schaltungsteils skaliert sein können (beispielsweise eine um einen Skalierungsfaktor verkleinerte Fläche aufweisen können, eine um einen Skalierungsfaktor vergrößerten Widerstand aufweisen können und dergleichen). Die Nachbildung im Ausführungsbeispiel der 13 umfasst einen Widerstand 131 entsprechend dem Widerstand 101, eine Diode 132 entsprechend der Diode 102, eine Diode 133 entsprechend der Diode 103 und einen Widerstand 134 entsprechend dem Widerstand 104. Wie in 13 angedeutet sind die Widerstände 133, 134 bezüglich der Widerstände 101,104 um einen Faktor n skaliert, insbesondere um einen Faktor n höher, was einen Stromfluss durch die Nachbildung begrenzt. Die Dioden 132, 133 weisen verglichen mit den Dioden 102, 103 eine um den Skalierungsfaktor n verkleinerte Fläche auf, was einen Flächenbedarf für die Nachbildung verringert und die Stromaufnahme verringert. Bei typischen Werten kann n > 30 gelten, um eine Stromaufnahme der Nachbildung unter 1 mA zu halten. Deutlich höhere Werte von n würden zwar die Stromaufnahme weiter verringern, könnten aber je nach Implementierung das Matching der Nachbildung zu dem in 10 dargestellten Treiber verschlechtern. Für die Widerstände 131, 134 kann dabei ein Zwischenwert zwischen den Werten n*RH und n*RL für den hohen und niedrigen Pegel des Sicherheitscodes verwendet werden. Über dem Widerstand 130 fällt dann eine Spannung ab, die als Referenzspannung bei manchen Ausführungsbeispielen verwendet wird. Schwankungen der Versorgungsspannung VCC sowie der Temperatur wirken sich mit einer derartigen Schaltung in gleicher Weise auf die Spannung Vdiff und auf die durch die Nachbildung gewonnene Referenzspannung Vref aus, sodass hierdurch der Einfluss von schwankenden Referenzspannungen und Temperaturen ausgeglichen werden kann.The 13 shows a circuit used for such a calibration according to some embodiments. In the embodiment of the 13 will be a replica of the in 10 shown driver to obtain a reference voltage Vref. A replica of a circuit part is a circuit which generally contains components corresponding to the circuit part, which components may be scaled with respect to the circuit part (for example, a surface reduced by a scaling factor, a resistor increased by a scaling factor, and the like). The replica in the embodiment of 13 includes a resistor 131 according to the resistance 101 , a diode 132 according to the diode 102 , a diode 133 according to the diode 103 and a resistance 134 according to the resistance 104 , As in 13 indicated are the resistances 133 . 134 concerning the resistances 101 . 104 scaled by a factor n, in particular by a factor n higher, which limits a current flow through the replica. The diodes 132 . 133 wise compared with the diodes 102 . 103 an area reduced by the scaling factor n, which reduces a footprint for the replica and reduces the power consumption. For typical values, n> 30 may be used to keep a current draw of the replica below 1 mA. Significantly higher values of n would further reduce power consumption but, depending on the implementation, could match the replica to the in 10 deteriorate. For the resistors 131 . 134 In this case, an intermediate value between the values n * RH and n * RL can be used for the high and low levels of the security code. About the resistance 130 then drops a voltage that is used as a reference voltage in some Embodiments is used. Variations in the supply voltage VCC and the temperature have the same effect on the voltage Vdiff and on the reference voltage Vref obtained by the simulation with such a circuit, so that the influence of fluctuating reference voltages and temperatures can be compensated thereby.
Allerdings werden hierdurch noch nicht Schwankungen des Widerstandwerts Rload des Widerstands 100 ausgeglichen. Da der Widerstand 100 bei vielen Implementierungen ein externer Widerstand ist, ist dieser häufig nicht a priori bekannt.However, this does not yet cause variations in the resistance Rload of the resistor 100 balanced. Because the resistance 100 In many implementations, an external resistor is often not known a priori.
Bei Ausführungsbeispielen, bei welchen derartige Variationen eines Lastwiderstandes auftreten, welche die Pegel des aufmodulierten zweiten Signals, z.B. auf Basis des diskutierten Sicherheitscodes (in diesem Fall die Spannung Vdiff) beeinflussen, kann zusätzlich der Widerstand 130, welche den Widerstand 100 nachbildet, einstellbar sein und auf einen Wert RL_RF=n*Rload kalibriert werden, wobei n wiederum die Skalierung ist. Möglichkeiten, wie eine derartige Kalibrierung vorgenommen werden kann, werden später noch näher erläutert. Das Ergebnis einer derartigen Kalibrierung ist in 14 dargestellt. In 14 zeigt eine Kurve 140 die Spannung Vdiff,high für eine Versorgungsspannung von 5 Volt und einen Lastwiderstand Rload von 55 Ohm über der Temperatur, und eine Kurve 142 zeigt die Spannung Vdiff,low für die Versorgungsspannung und den Lastwiderstand von 55 Ohm. Eine Kurve 141 zeigt eine Referenzspannung Vref über der Temperatur, welche mit einem Widerstand 130 gewonnen wurde, dessen Widerstandwert RL RF auf 55 Ohm*n eingestellt wurde. Die Widerstände 131, 134 betrugen dabei jeweils n*17 Ohm, d.h. ein Wert zwischen den oben erwähnten Beispielwerten von 20 Ohm und 15 Ohm für niedrigen und hohen Pegeln des Sicherheitscodes.In embodiments in which such variations of a load resistance occur, which influence the levels of the modulated second signal, for example on the basis of the discussed security code (in this case the voltage Vdiff), additionally the resistor 130 that the resistance 100 emulates, be adjustable and calibrated to a value RL_RF = n * Rload, where n is again the scaling. Ways in which such a calibration can be made will be explained later. The result of such a calibration is in 14 shown. In 14 shows a curve 140 the voltage Vdiff, high for a supply voltage of 5 volts and a load resistor Rload of 55 Ohm above the temperature, and a curve 142 shows the voltage Vdiff, low for the supply voltage and the load resistance of 55 Ohm. A curve 141 shows a reference voltage Vref over the temperature, which with a resistance 130 was obtained, its resistance value RL RF on 55 Ohm * n was set. The resistors 131 . 134 in each case n * 17 ohms, ie a value between the above-mentioned example values of 20 Ohm and 15 Ohm for low and high levels of security code.
Ähnliche Resultate werden bei anderen Werten von Rload erhalten. Somit kann durch eine Kalibrierung des Widerstandwertes RL RF bei manchen Ausführungsbeispielen eine Referenzspannung erzeugt werden, die als Schwellenspannung benutzt werden kann, um die zwei Pegel zu unterscheiden.Similar results are obtained for other values of Rload. Thus, by calibrating the resistance value RL RF in some embodiments, a reference voltage may be generated which may be used as a threshold voltage to distinguish the two levels.
15 zeigt eine Kalibrierungsschaltung gemäß manchen Ausführungsbeispielen, mit welchen eine derartige Kalibrierung eines nachgebildeten Widerstandes zum Bestimmen einer geeigneten Schwellenspannung (Referenzspannung) als Schwellenwert erfolgen kann. Die 15 umfasst den Teil des Treibers des Transmitters mit den Bezugszeichen 100-104, welcher bereits unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben wurde. Wie bereits erläutert können die Widerstände 101, 104 jeweils zwei verschiedene Werte (z.B. 15 Ohm und 20 Ohm) annehmen, und diese sind in 15 mit R1 und R2 bezeichnet. R1 entspricht dabei dem Widerstandswert für den niedrigen Pegel (20 Ohm in dem obigen Beispiel) und R2 für den hohen Pegel (15 Ohm in dem obigen Beispiel), d.h. R2 < R1. 15 FIG. 12 shows a calibration circuit according to some embodiments, with which such calibration of a replicated resistor for determining a suitable threshold voltage (reference voltage) as a threshold value can take place. The 15 comprises the part of the driver of the transmitter with the reference numerals 100 - 104 , which already with reference to the 10 has been described. As already explained, the resistors 101 . 104 each two different values (eg 15 Ohm and 20 Ohms), and these are in 15 With R1 and R2 designated. R1 corresponds to the resistance value for the low level ( 20 Ohm in the above example) and R2 for the high level ( 15 Ohm in the above example), ie R2 < R1 ,
Die Schaltung der 15 umfasst zwei Nachbildungen dieses Treibers. Eine erste Nachbildung umfasst einen Widerstand 153, entsprechend dem Widerstand 101, eine Diode 154 entsprechend der Diode 102, einen verstellbaren Widerstand 155 entsprechend dem Widerstand 100, eine Diode 156 entsprechend der Diode 103 und einen Widerstand 157 entsprechende der Diode 104. Die Dioden 154, 156 sind bezüglich der Dioden 102, 103 um einen Faktor n skaliert (beispielsweise um n kleiner Fläche) und die Widerstandwerte der Widerstände 153, 157 betragen n*R2, d.h. sind bezüglich des Widerstandswertes der Widerstände 101, 104 für den hohen Pegel des Sicherheitscodes skaliert.The circuit of 15 includes two replicas of this driver. A first replica includes a resistor 153 , according to the resistance 101 , a diode 154 according to the diode 102 , an adjustable resistor 155 according to the resistance 100 , a diode 156 according to the diode 103 and a resistance 157 corresponding to the diode 104 , The diodes 154 . 156 are with respect to the diodes 102 . 103 scaled by a factor of n (for example, by n small area) and the resistance values of the resistors 153 . 157 are n * R2, ie are with respect to the resistance value of the resistors 101 . 104 scaled to the high level of the security code.
Eine zweite Nachbildung umfasst einen Widerstand 158 entsprechend dem Widerstand 101, eine Diode 159 entsprechend der Diode 102, einen verstellbaren Widerstand 1510 entsprechend dem Lastwiderstand 100, eine Diode 1511 entsprechend der Diode 103 und einen Widerstand 1512 entsprechend dem Widerstand 104. Die Dioden 159, 1511 sind wiederum bezüglich der Dioden 102, 103 um den Faktor n skaliert weisen beispielsweise also eine n-mal kleiner Fläche auf. Die Widerstände 158, 1512 sind bezüglich des Widerstandswertes R1 um n skaliert, d.h. bezüglich des Widerstandwertes für den niedrigen Pegel.A second replica includes a resistor 158 according to the resistance 101 , a diode 159 according to the diode 102 , an adjustable resistor 1510 according to the load resistance 100 , a diode 1511 according to the diode 103 and a resistance 1512 according to the resistance 104 , The diodes 159 . 1511 are again with respect to the diodes 102 . 103 For example, scaled by the factor n have an n-times smaller area. The resistors 158 . 1512 are with respect to the resistance value R1 scaled by n, ie, in terms of the resistance value for the low level.
Eine Kalibrierschaltung 152 misst die differenzielle Spannung Vdiff an dem Widerstand 100. Zur Kalibrierung kann beispielsweise am Anfang eines CAN-Telegramms oder während einer Kalibrierphase die Sendeschaltung zunächst den Widerstand R1 für die Widerstände 101, 104 einstellen und dann den Widerstand R2 oder umgekehrt.A calibration circuit 152 measures the differential voltage Vdiff at the resistor 100 , For calibration, for example, at the beginning of a CAN telegram or during a calibration phase, the transmission circuit initially the resistance R1 for the resistances 101 . 104 adjust and then the resistance R2 or the other way around.
Zudem misst die Kalibrierschaltung 152 den Spannungsabfall über den Widerstand 155, in 15 als Vref2 bezeichnet, und den Spannungsabfall über den Widerstand 1510, in 15 als Vref1 bezeichnet, wobei die Widerstände 155, 1510 auf den gleichen Widerstandswert eingestellt sind.In addition, the calibration circuit measures 152 the voltage drop across the resistor 155 , in 15 referred to as Vref2, and the voltage drop across the resistor 1510 , in 15 denoted as Vref1, where the resistors 155 . 1510 are set to the same resistance value.
Während der Kalibrierphase stellt die Kalibrierschaltung 152 den während der Phase, in der die Widerstände 101, 104 auf R1 eingestellt sind, den Widerstand 1510 und den Widerstand 155 so ein, dass Vref1=Vdiff gilt. Da die Widerstände 158 und 1512 gleich n x R1 sind, gilt nach dieser Einstellung, dass der Wert der Widerstände 1510, 155 gleich n x Rload ist. Auf diese Weise werden also die Widerstände 155 und 1510 dem Widerstandwert Rload des Widerstands so angepasst, dass die Referenzspannungen Vref1, Vref2 den beiden möglichen Werten des Signals Vdiff für hohen und niedrigen Pegeln des Sicherheitscodes entsprechen. Aus den Werten Vref1, Vref2 kann dann ein Schwellenwert Vref zum Wiedergewinnen des Sicherheitscodes bestimmt werden, indem Vref auf einen Wert zwischen Vref1 und Vref2 gesetzt wird. During the calibration phase, the calibration circuit stops 152 during the phase in which the resistors 101 . 104 on R1 are set, the resistance 1510 and the resistance 155 such that Vref1 = Vdiff holds. Because the resistors 158 and 1512 equal to nx R1 are, after this setting, that the value of the resistors 1510 . 155 equals nx Rload is. In this way, so are the resistors 155 and 1510 the resistance Rload of the resistor adjusted so that the reference voltages Vref1 . Vref2 the two possible values of the signal V diff for high and low levels of security code. From the values Vref1 . Vref2 Then, a threshold value Vref for retrieving the security code can be determined by setting Vref to a value between Vref1 and Vref2 is set.
In dem Ausführungsbeispiel der 16 ist zusätzlich zu den beiden Nachbildungen der 15 eine dritte Nachbildung umfassend einen Widerstand 160 entsprechend dem Widerstand 101, eine Diode 161 entsprechend der Diode 102, einen einstellbaren Widerstand 162 entsprechend dem Lastwiderstand 100, eine Diode 163 entsprechend der Diode 103 und ein Widerstand 164 entsprechend dem Widerstand 104 bereitgestellt. Der Widerstand 160 und der Widerstand 164 sind bezüglich eines Widerstandes mit einem Widerstandwert, der zwischen R1 und R2 liegt, um einen Faktor n skaliert. Wenn wie in dem Zahlenbeispiel R1=20 Ohm und R2=15 Ohm ist, kann ein Widerstandswert der Widerstände 160 und 164 beispielsweise n*17 Ohm oder n-mal ein anderer Wert zwischen R1 und R2 sein. Die Dioden 161 und 163 sind verglichen mit den Dioden 102 und 103 ebenfalls um den Faktor n skaliert, weisen beispielsweise eine n-mal kleinere Fläche auf.In the embodiment of 16 is in addition to the two replicas of 15 a third replica comprising a resistor 160 according to the resistance 101 , a diode 161 according to the diode 102 , an adjustable resistor 162 according to the load resistance 100 , a diode 163 according to the diode 103 and a resistance 164 according to the resistance 104 provided. The resistance 160 and the resistance 164 are with respect to a resistance with a resistance value between R1 and R2 is scaled by a factor of n. As in the numerical example, when R1 = 20 ohms and R2 = 15 ohms, a resistance value of the resistors 160 and 164 for example n * 17 ohms or n times another value between R1 and R2 be. The diodes 161 and 163 are compared with the diodes 102 and 103 also scaled by the factor n, for example, have an area n times smaller.
In diesem Fall werden die Widerstände 155, 1510 und 162 gleichzeitig wie oben erläutert eingestellt, z.B. sodass Vref1 = Vdiff in einer Phase, in der die Widerstände 101, 104 auf R1 sind, gilt. Durch die Wahl der Widerstände 160, 164 fällt dann an dem Widerstand 162 eine Referenzspannung Vref ab, welche zwischen Vdiff,high und Vdiff,low liegt und somit als Schwellenwert für die Gewinnung des Sicherheitscodes aus dem empfangenen Signal verwendet werden kann.In this case, the resistors 155 . 1510 and 162 set simultaneously as explained above, for example so that Vref1 = Vdiff in a phase in which the resistors 101 . 104 on R1 are, applies. By choosing the resistors 160 . 164 then falls to the resistance 162 a reference voltage Vref, which is between Vdiff, high and Vdiff, low and thus can be used as a threshold for obtaining the security code from the received signal.
Eine weitere Möglichkeit zu Bestimmung einer Spannung Vref, welche als Schwellenwert dienen kann, ist in 17 dargestellt. Verglichen mit der 15 sind bei dem Ausführungsbeispiel der 17 zusätzlich Widerstände 170, 171, 172, 173 bereitgestellt, welche wie in 17 dargestellt mit den Widerständen 1510, 155 verschaltet sind. Bei manchen Ausführungsbeispielen weisen alle Widerstände 170-173 einen gleichen Widerstandswert R auf. Zwischen einem ersten Knoten, welcher zwischen den Widerständen 170, 171 liegt und einem zweiten Knoten, welcher zwischen den Widerständen 172, 173 liegt, kann dann eine Spannung Vref die als Schwellenwert dienen kann, abgegriffen werden. Weisen alle Widerstände 170-173 einen gleichen Widerstandswert auf, gilt Vref=(Vref1+Vref2)/2. Durch Änderung der Widerstandswerte 170-173 kann dies verändert werden, beispielsweise Vref näher an Vref1 oder näher an Vref2 geschoben werden. Bei Ausführungsbeispielen weisen die Widerstände 170-173 höhere Widerstandwerte auf als die Widerstände 153, 157, 158 und 1512. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dies einen Fehler bei der Bestimmung der Referenzspannung Vref verringern.Another possibility for determining a voltage Vref, which can serve as a threshold, is in 17 shown. Compared with the 15 are in the embodiment of 17 additional resistances 170 . 171 . 172 . 173 provided as in 17 shown with the resistors 1510 . 155 are interconnected. In some embodiments, all resistors 170 - 173 an equal resistance value R on. Between a first node, which is between the resistors 170 . 171 lies and a second node, which is between the resistors 172 . 173 is then a voltage Vref which can serve as a threshold can be tapped. Assign all resistances 170-173 has an equal resistance, Vref = (Vref1 + Vref2) / 2. By changing the resistance values 170-173 this can be changed, for example, Vref closer Vref1 or closer to Vref2 be pushed. In embodiments, the resistors 170-173 higher resistance values than the resistors 153 . 157 . 158 and 1512 , In some embodiments, this may reduce an error in determining the reference voltage Vref.
Bei manchen Ausführungsbeispielen können Störungen auf Kommunikationsleitungen wie beispielsweise Busleitungen, im Falle eines CAN-Busses den Leitungen CANH, CANL auftreten. Beispiele für derartige Störungen umfassen hochfrequente Störungen (RF-Störungen), welche beispielsweise durch elektromagnetische Übersprechen (EMI, electromagnetic interference) entstehen können.In some embodiments, interference may occur on communication lines such as bus lines, in the case of a CAN bus lines CANH, CANL. Examples of such disturbances include high-frequency interference (RF interference), which may be caused for example by electromagnetic interference (EMI).
Wenn derartige Störungen während der beschriebenen Kalibrierungsvorgänge auftreten, können sie das Ergebnis der Kalibrierung verfälschen. Um dies zu vermeiden, können bei manchen Ausführungsbeispielen Maßnahmen ergriffen werden. Beispielsweise kann bei dem Ausführungsbeispiel der 16 eine zusätzliche Spannungsüberwachung 1513 optional bereitgestellt werden, welche die Spannung auf den Busleitungen CANH, CANL überwacht und überprüft, ob diese in einem erlaubten Bereich sind. Bei einem CAN-Bus kann der erlaubte Bereich beispielsweise zwischen 1 und 4 Volt sein. Bei anderen Kommunikationsmedien können andere erlaubte Bereiche vorliegen.If such disturbances occur during the calibration operations described, they can corrupt the result of the calibration. To avoid this, measures can be taken in some embodiments. For example, in the embodiment of the 16 an additional voltage monitoring 1513 optionally provided, which monitors the voltage on the bus lines CANH, CANL and verifies that they are within a permitted range. For example, for a CAN bus, the allowable range may be between 1 and 4 volts. Other communication media may have other permitted ranges.
Eine Kalibrierung, d.h. eine Einstellung der Widerstände 1510, 155, um entsprechend der gemessenen Spannung Vdiff, ist nur dann gültig, wenn die Spannungen auf den Bussen auf den Leitungen CANH, CANL in dem erlaubten Bereich liegen. Liegen sie außerhalb des erlaubten Bereichs, ist die Kalibrierung ungültig und muss wiederholt werden.A calibration, ie a setting of the resistors 1510 . 155 to match the measured voltage V diff , is only valid if the voltages on the buses on the CANH, CANL lines are in the permitted range. If they are outside the permitted range, the calibration is invalid and must be repeated.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, welches in der 18 dargestellt ist, können die Widerstände 1510 und 155 unabhängig voneinander von zwei Kalibrierschaltungen eingestellt werden. Dementsprechend ist verglichen mit der 15 in der 18 die Kalibrierschaltung 152 durch eine erste Kalibrierschaltung 180 zum Einstellen des Widerstandes 155 und eine zweite Kalibrierschaltung 181 zum Einstellen des Widerstandes 1510 ersetzt. Die Kalibrierungen können dabei zeitlich versetzt erfolgen. Eine Vergleichsschaltung 182 vergleicht die Kalibrierresultate. Bei einer korrekten Kalibrierung sollten die für die Widerstände 155 und 1510 eingestellten Widerstandswerte zumindest näherungsweise gleich sein. Unterscheiden sie sich um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert, wird bei manchen Ausführungsbeispielen die Einstellung der Widerstände 155, 1510 verworfen, und die Kalibrierung wird wiederholt. Diese Maßnahmen zum Sicherstellen einer erfolgreichen Kalibrierung, welche auch als Validierung der Kalibrierung bezeichnet werden können, die unter Bezugnahme auf die 16 und 18 erläutert wurden, sind auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar, beispielsweise das Ausführungsbeispiel der 17.In another embodiment, which in the 18 is shown, the resistors 1510 and 155 be set independently of two calibration circuits. Accordingly, compared with the 15 in the 18 the calibration circuit 152 by a first calibration circuit 180 for adjusting the resistance 155 and a second calibration circuit 181 for setting the resistance 1510 replaced. The calibrations can be offset in time. A comparison circuit 182 compares the calibration results. With a correct calibration, those should be for the resistors 155 and 1510 set resistance values are at least approximately the same. If they differ by more than a predetermined threshold, in some embodiments, the setting of the resistors 155 . 1510 discarded and the calibration is repeated. These measures to ensure a successful calibration, which may also be referred to as validation of the calibration, with reference to the 16 and 18 have been explained are also applicable to other embodiments, for example, the embodiment of 17 ,
Bei manchen Ausführungsbeispielen wird die oben erläuterte Kalibrierung nur in manchen Phasen einer Kommunikation ausgeführt. Beispielsweise gibt es bei einem CAN-Bus Phasen der Kommunikation wie eine Arbitrierungsphase zum Beginn der Kommunikation, welchem viele Sender in einem dominanten Zustand sein können. Eine Kalibrierung zu einem derartigen Zeitpunkt könnte das Ergebnis der Kalibrierung in manchen Fällen verfälschen. Daher wird bei manchen Ausführungsbeispielen eine Kalibrierung nur außerhalb einer solchen Arbitrierungsphase durchgeführt.In some embodiments, the calibration discussed above is performed only in some phases of a communication. For example, in a CAN bus, there are phases of communication such as an arbitration phase to begin communication, which many transmitters may be in a dominant state. Calibration at such a time could in some cases falsify the result of the calibration. Therefore, in some embodiments, calibration is performed only outside such an arbitration phase.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann die Kalibrierung durch ein separates Signal von einem Microcontroller oder einer anderen Steuerung aktiviert werden. Ein Beispiel hierfür ist in 19 dargestellt. Das Ausführungsbeispiel der 19 ist eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels der 4, und gleiche Komponenten tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals erläutert.In some embodiments, the calibration may be activated by a separate signal from a microcontroller or other controller. An example of this is in 19 shown. The embodiment of 19 is a modification of the embodiment of 4 , and like components bear the same reference numerals and will not be explained again.
Zusätzlich zu den in 4 dargestellten Komponenten kann die Microcontroller 40 durch einen Pfeil 190 dargestellt mit einem Signal calibration_en die Kalibrierung aktivieren und deaktivieren. So kann der Microcontroller 40 z.B. die Kalibrierung während der oben erwähnte Arbitrierungsphase deaktivieren.In addition to the in 4 Components shown may be the microcontroller 40 through an arrow 190 displayed with a calibration_en signal activate and deactivate the calibration. So can the microcontroller 40 eg disable the calibration during the above-mentioned arbitration phase.
Oben wurden verschiedene Möglichkeiten erläutert, wie bei variablem externen Widerstand wie dem Lastwiderstand 100 eine Kalibrierung erfolgen kann, um eine Referenzspannung Vref als Schwellenwert zu gewinnen.Various possibilities have been explained above, such as variable external resistance such as load resistance 100 a calibration can be performed to obtain a reference voltage Vref as a threshold.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann ein Unterschied zwischen Spannungspegeln für den Sicherheitscode so gewählt werden, dass in einem gesamten erlaubten Bereich von Lastwiderständen eine gleiche Referenzspannung verwendet werden kann, die dann nicht kalibriert werden muss. Dies kann als Kalibrierung des Treibers auf der Senderseite angesehen werden. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in 20 dargestellt.In other embodiments, a difference between voltage levels for the security code may be chosen such that a same reference voltage can be used in a total allowed range of load resistances that need not be calibrated. This can be viewed as a calibration of the driver on the transmitter side. A corresponding embodiment is in 20 shown.
Die 20 zeigt wiederum den beschriebenen Teil der Sendeschaltung mit den Bezugszeichen 100-104. Zudem wird eine Nachbildung bereitgestellt, bei der ein Widerstand 201 dem Widerstand 101, eine Diode 202 der Diode 102, ein Widerstand 200 dem Widerstand 100, eine Diode 203 der Diode 103 und ein Widerstand 204 dem Widerstand 104 entspricht. Die Dioden 202 und 203 sind bezüglich der Dioden 102 und 103 um einen Skalierungsfaktor n skaliert, weisen z.B. eine n-mal kleinere Fläche auf. Der Widerstand 200 ist bezüglich eines mittleren Widerstandswertes des Lastwiderstands 100 mit dem Faktor n skaliert. Im Falle eines CAN-Busses kann der Widerstand 200 beispielsweise einen Widerstandswert von n*60 Ohm aufweisen. Die Widerstände 201 und 204 sind bezüglich eines mittleren Wertes der Widerstände 101, 104 um den Skalierungsfaktor n skaliert. Wie bereits erläutert können die Widerstände 101, 104 zur Erzeugung von zwei Pegeln zum Modulieren des Sicherheitscodes zwei verschiedene Werte annehmen, und die Widerstände 201, 204 sind bezüglich eines dazwischenliegenden Wertes skaliert.The 20 again shows the described part of the transmission circuit with the reference numerals 100-104 , In addition, a replica is provided in which a resistor 201 the resistance 101 , a diode 202 the diode 102 , a resistance 200 the resistance 100 , a diode 203 the diode 103 and a resistance 204 the resistance 104 equivalent. The diodes 202 and 203 are with respect to the diodes 102 and 103 scaled by a scaling factor n, for example, have an area n times smaller. The resistance 200 is with respect to a mean resistance value of the load resistance 100 scaled by the factor n. In the case of a CAN bus, the resistance 200 For example, have a resistance of n * 60 ohms. The resistors 201 and 204 are relative to a mean value of the resistors 101 . 104 scaled by the scaling factor n. As already explained, the resistors 101 . 104 to generate two levels to modulate the security code take two different values, and the resistors 201 . 204 are scaled with respect to an intermediate value.
Um ein Zahlenbeispiel zu geben, können bei dem Ausführungsbeispiel der 20 die Widerstände 101, 104 entweder auf 10 Ohm für einen hohen Pegel oder auf 20 Ohm für einen niedrigen Pegel gesetzt werden, was einem Unterschied von näherungsweise 500 mV zwischen den Pegeln für die oben bereits verwendeten Zahlenbeispiele entspricht. Die Widerstände 201, 204 können dann einen Wert von n*15 Ohm aufweisen, oder n * einem anderer Wert, des zwischen 10 Ohm und 20 Ohm liegt, beispielsweise n*14 Ohm. Der Spannungsabfall über dem Widerstand 200 wird dann als Referenzspannung zum Wiedergewinnen des Sicherheitscodes verwendet. Bei derartigen Ausführungsbeispielen ist keine Kalibrierung des Widerstandes 200 nötig. Bei manchen Ausführungsbeispielen ist jedoch der Flächenbedarf wegen des größeren Unterschiedes der beiden Werte der Widerstände 101, 104 höher. Zudem kann der Unterschied zwischen den Pegeln je nach verwendetem Kommunikationsprotokoll nicht beliebig hoch gewählt werden, wenn die oben erläuterte Rückwärtskompatibilität, in dem die Pegel in spezifizierten Bereichen gehalten werden, erhalten werden soll.To give a numerical example, in the embodiment of the 20 the resistances 101 . 104 either on 10 Ohm for a high level or up 20 Ohms for a low level, which corresponds to a difference of approximately 500 mV between the levels for the numerical examples already used above. The resistors 201 . 204 may then have a value of n * 15 ohms, or n * another value of between 10 Ohm and 20 Ohms, for example n * 14 ohms. The voltage drop across the resistor 200 is then used as a reference voltage to recover the security code. In such embodiments, there is no calibration of the resistor 200 necessary. In some embodiments, however, the area requirement is because of the greater difference between the two values of the resistors 101 . 104 higher. In addition, the difference between the levels can not be arbitrarily set high depending on the communication protocol used when the above-explained backward compatibility in which the levels are kept in specified ranges should be obtained.
Die 20 zeigt Simulationsergebnisse für eine Schaltung wie unter Bezugnahme auf 20 erläutert. Die 20 zeigt insbesondere Spannungen Vdiff,high und Vdiff,low über der Temperatur in Grad Celsius für verschiedene Lastwiderstände Rload und eine konstante Versorgungsspannung VCC=5 Volt. Eine Kurve 210 zeigt Vdiff,high für Rload=75 Ohm, eine Kurve 211 zeigt Vdiff,high für Rload=50 Ohm, eine Kurve 213 zeigt Vdiff,low für Rload=75 Ohm und eine Kurve 214 zeigt Vdiff,low für Rload=50 Ohm. Eine Kurve 212 zeigt die Referenzspannung an dem Widerstand 200 der 20 für einen Widerstandwert von n*60 Ohm. Wie zu sehen ist, kann für den gesamten Bereich von Rload von 50 Ohm bis 75 Ohm mittels der Referenzspannung 212 gemäß der Kurve 212 zwischen Vdiff,high und Vdiff,low unterschieden werden. The 20 shows simulation results for a circuit as described with reference to FIG 20 explained. The 20 shows in particular voltages Vdiff, high and Vdiff, low above the temperature in degrees Celsius for different load resistors Rload and a constant supply voltage VCC = 5 volts. A curve 210 shows Vdiff, high for Rload = 75 ohm, a curve 211 shows Vdiff, high for Rload = 50 ohm, a curve 213 shows Vdiff, low for Rload = 75 ohms and a curve 214 shows Vdiff, low for Rload = 50 ohms. A curve 212 shows the reference voltage at the resistor 200 of the 20 for a resistance value of n * 60 ohms. As can be seen, for the whole range of Rload from 50 Ohm up 75 Ohm by means of the reference voltage 212 according to the curve 212 between Vdiff, high and Vdiff, low can be distinguished.
Somit ist auch ein Ausführungsbeispiel ohne die oben erläuterte Kalibrierung möglich, beispielsweise indem wie unter Bezugnahme auf 20 erläutert die möglichen Widerstandwerte für die Widerstände 101, 104 so gewählt werden, dass der Abstand zwischen Vdiff,high und Vdiff,low genügend groß ist.Thus, an embodiment without the above-described calibration is possible, for example, as with reference to 20 explains the possible resistance values for the resistors 101 . 104 be chosen so that the distance between Vdiff, high and Vdiff, low is sufficiently large.
Wie oben erläutert ist allgemein der Unterschied zwischen Vdiff,low und Vdiff,high relativ klein, beispielsweise ungefähr 200 mV oder ungefähr 500 mV in den obigen Beispielen. Dieses Signal kann durch elektromagnetische Störungen beeinflusst werden. Um elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) zu verbessern, können bei manchen Ausführungsbeispielen Maßnahmen ergriffen werden, um die Auswirkungen von elektromagnetischen Störungen auf das Signal zumindest zu verringern. Dies wird nun unter Bezugnahme auf die 22 und 23 erläutert. Die 22 und 23 zeigen jeweils ein Ersatzschaltbild für eine Ausgangsstufe eines CAN-Busses mit Leitungen CANH, CANL unter dem Einfluss einer elektromagnetischen Störung.As explained above, in general, the difference between Vdiff, low and Vdiff, high is relatively small, for example, about 200 mV or about 500 mV in the above examples. This signal can be influenced by electromagnetic interference. In order to improve electromagnetic compatibility (EMC), in some embodiments, measures may be taken to at least reduce the effects of electromagnetic interference on the signal. This will now be with reference to the 22 and 23 explained. The 22 and 23 each show an equivalent circuit diagram for an output stage of a CAN bus with lines CANH, CANL under the influence of electromagnetic interference.
Sowohl in 22 als auch in 23 ist mit dem Bezugszeichen 220 der Ausgangswiderstand (entsprechend dem Widerstand 100 in vorherigen Figuren), der etwa 60 Ohm beträgt, bezeichnet. Jede Leitung CANH, CANL ist mit einem Widerstand 221, 222 dargestellt, welcher in dem dargestellten Beispiel etwa 120 Ohm beträgt. Zusätzlich ist eine Kapazität 223 bzw. 224 mit einem Kapazitätswert von 4,7 Nanofarrad bereitgestellt. Die Widerstände 221, 222 und die Kapazitäten 223, 224 repräsentieren ein Einkoppelnetzwerk, über welches Störungen in die Busleitungen CANH, CANL eingekoppelt werden.As well in 22 as well as in 23 is with the reference numeral 220 the output resistance (according to the resistance 100 in previous figures), about 60 Ohms, designated. Each line CANH, CANL is with a resistor 221 . 222 which is about 120 ohms in the illustrated example. In addition, there is a capacity 223 respectively. 224 provided with a capacity value of 4.7 nanofarrad. The resistors 221 . 222 and the capacities 223 . 224 represent a coupling network via which faults are coupled into the bus lines CANH, CANL.
Im Falle der 22 und 23 wird eine elektromagnetische Störung durch eine Störungsquelle 226, mit Wechselspannungsquelle 228 und Widerstand 227 dargestellt, über das Einkoppelnetzwerk (221-224) in die Leitungen CANH, CANL eingekoppelt. Im Falle einer derartigen Störung wird Vdiff durch einen Kurzschlussstrom, welcher einem maximalen möglichen Stromfluss entspricht, bereitgestellt, da in diesem Fall eine Strombegrenzung auf der mit CANH gekoppelten Seite oder der mit CANL gekoppelten Seite eines Treibers auftritt. Dieser Treiber ist in 22 durch eine Stromquelle 229 und im Falle der 23 durch eine Stromquelle 230 repräsentiert. Bei großen Spannungen (z.B. durch Störungen) verhalten sich Treiber mit Strombegrenzung wie eine Stromquelle. Die Stromquellen 229 bzw. 230 repräsentieren somit auch den Kurzschlussstrom der im Falle der 22 zu einer positiven Spannung, wie VCC, und im Falle der 23 zu Masse fließt. Eine derartige Strombegrenzung kann beispielsweise durch einen maximalen Stromfluss eines durch einen oder mehrere Transistoren implementierten Schalters wie der Schalter 56, 54, 52 der 5 auftreten.In case of 22 and 23 becomes an electromagnetic interference by a source of interference 226 , with AC voltage source 228 and resistance 227 represented via the coupling network ( 221 - 224 ) is coupled into the CANH, CANL lines. In the event of such a disturbance, Vdiff is provided by a short-circuit current which corresponds to a maximum possible current flow, since in this case a current limitation occurs on the CANH-coupled side or the CANL-coupled side of a driver. This driver is in 22 through a power source 229 and in the case of 23 through a power source 230 represents. At high voltages (eg due to disturbances) drivers with current limitation behave like a current source. The power sources 229 respectively. 230 Thus, they also represent the short circuit current in the case of 22 to a positive voltage, like VCC, and in the case of 23 flows to ground. Such a current limit can be achieved, for example, by a maximum current flow of a switch implemented by one or more transistors, such as the switch 56 . 54 . 52 of the 5 occur.
In beiden Fällen fließt der Kurzschlussstrom in gleicher Weise über beide Leitungen CANH, CANL, wie durch Pfeile 2210, 2211 in den 22 und 23 angedeutet.In both cases, the short-circuit current flows in the same way over both lines CANH, CANL, as indicated by arrows 2210 . 2211 in the 22 and 23 indicated.
Die sich ergebende Differenzspannung Vdiff ist in diesem Fall Vdiff=Rload*ishort/2, wobei ishort der Kurzschlussstrom ist.The resulting differential voltage Vdiff in this case is Vdiff = Rload * ishort / 2, where ishort is the short-circuit current.
Durch geeignete Wahl der Strombegrenzung dieses Kurzschlussstroms kann erreicht werden, dass auch bei elektromagnetischen Störungen die Spannung Vdiff im Wesentlichen unverändert bleibt. Insbesondere kann der Kurzschlussstrom ishort so eingestellt werden, dass er zweimal der im Normalzustand fließende Strom ist (d.h. im dominanten Zustand fließende Strom). Eine derartige Strombegrenzung kann in irgendeiner herkömmlichen Weise, beispielsweise mittels eine Stromspiegels erreicht werden.By a suitable choice of the current limitation of this short-circuit current can be achieved that even with electromagnetic interference, the voltage Vdiff remains substantially unchanged. Specifically, the short circuit current can be set to be twice the current flowing in the normal state (i.e., current flowing in the dominant state). Such current limiting can be achieved in any conventional manner, for example by means of a current mirror.
Wie oben erläutert ist (im Falle ohne elektromagnetische Störungen) Vdiff=(VCC-2Ud)*Rload/(RH+RL+Rload).As explained above (in the case without electromagnetic interference) Vdiff = (VCC-2Ud) * Rload / (RH + RL + Rload).
Mit der oben erwähnten Bedingung, dass der Kurzschlussstrom ishort zweimal dem unter Normalbedingungen fließenden Strom ist, erhält man
With the above-mentioned condition that the short-circuit current is twice the current flowing under normal conditions, one obtains
Damit ist die Spannung Vdiff,en unter dem Einfluss einer elektromagnetischen Störung
und somit gleich dem obigen Wert von Vdiff ohne den Einfluss elektromagnetischer Störungen. Somit kann durch die oben beschriebene Begrenzung des Kurzschlussstromes der Einfluss von elektromagnetischen Störungen auf die Differenzspannungen Vdiff bei manchen Ausführungsbeispielen zumindest verringert, wenn nicht beseitigt werden. Dabei kann der Strombegrenzungswert ishort entsprechend der Änderung von RH und RL für die verschiedenen Pegel des zweiten Signals jeweils geändert werden. Es kann bei anderen Ausführungsbeispielen auch ein Mittelwert für ishort für die verschiedenen Werte von RH, RL gebildet werden. Thus, the voltage Vdiff, en under the influence of an electromagnetic interference and thus equal to the above value of Vdiff without the influence of electromagnetic interference. Thus, the limitation of the short circuit current described above can at least reduce, if not eliminate, the influence of electromagnetic interference on the differential voltages Vdiff in some embodiments. At this time, the current limit value can be changed according to the change of RH and RL for the different levels of the second signal, respectively. In other embodiments, an average value for ishort may also be formed for the various values of RH, RL.
Oben wurden viele Ausführungsbeispiele diskutiert, bei welchen ein erstes Signal mit einem kryptographischen Datum auf einer physikalischen Ebene auf ein Signal moduliert wird. Zusätzlich zu diesem Sicherheitscode kann auch eine Codierung in einer Logikprotokollschicht erfolgen, d.h. die zu sendende Information wird auf Basis eines (geheimen) Schlüssels verschlüsselt, welcher mit einem Schlüssel, der zur Erzeugung des kryptographischen Datums dient, identisch sein kann oder von diesem verschieden sein kann. Wie im Folgenden erläutert kann hierdurch eine Redundanz mit gleichzeitiger Diversität (verschiedene Sicherheitsverfahren, Verschlüsselung auf der Logikprotokollschicht und Überlagern mit dem zweiten Signal mit dem kryptographischen Datum) bereitgestellt werden. Eine derartige Verschlüsselung mittels Schlüsseln kann in verschiedenen Ausprägungen in herkömmlicher Weise implementiert werden.In the above, many embodiments have been discussed in which a first signal having a cryptographic datum is physically modulated onto a signal. In addition to this security code, coding may also be done in a logical protocol layer, i. the information to be sent is encrypted on the basis of a (secret) key, which may be identical to or different from a key used to generate the cryptographic date. As explained below, this can provide redundancy with concurrent diversity (different security methods, encryption on the Logical Log Layer, and superimposition of the second signal with the cryptographic date). Such encryption by means of keys can be implemented in various forms in a conventional manner.
Die 24 zeigt eine entsprechende Kommunikationsschaltungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer ersten Kommunikationsschaltung 241, die als Transmitter dient, und einer zweiten Kommunikationsschaltung 242, die als Receiver dient. Das Ausführungsbeispiel der 24 beruht dabei auf dem Ausführungsbeispiel der 1, und einander entsprechende Elemente tragen die gleichen Bezugszeichen. Insbesondere erfolgt die Modulation eines zweiten Signals mit kryptographischem Datum auf physikalischer Ebene, wie unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben, wobei hier sämtliche unter Bezugnahme auf die 1-23 beschriebenen Varianten und Implementierungsmöglichkeiten anwendbar sind.The 24 shows a corresponding communication circuit arrangement according to an embodiment with a first communication circuit 241 serving as a transmitter and a second communication circuit 242 , which serves as a receiver. The embodiment of 24 is based on the embodiment of the 1 , and corresponding elements bear the same reference numerals. In particular, the modulation of a second signal having a cryptographic datum takes place on a physical level, as with reference to FIGS 1 described here, all here with reference to the 1-23 described variants and implementation options are applicable.
Daher werden im Folgenden nur die Unterschiede zwischen der Kommunikationsschaltungsanordnung 240 und der Kommunikationsschaltungsanordnung 10 der 1 erläutert.Therefore, only the differences between the communication circuitry will be described below 240 and the communication circuitry 10 of the 1 explained.
In der Kommunikationsschaltung 241 wird eine zu sendende Information einer Signalerzeugungs- und Codierungsschaltung 245 zugeführt. Die Signalerzeugungs- und Codierungsschaltung verschlüsselt die Information basierend auf einem Schlüssel auf einer Logikprotokollschicht, die gemäß einem Logikprotokoll arbeitet. Auf Basis der so verschlüsselten Information wird dann ein Sendesignal erzeugt, wie für die Erzeugung eines Signals durch die Signalerzeugungsschaltung 15 der 1 beschrieben, mit dem Unterschied, dass nunmehr die verschlüsselte Information als Grundlage dient. Auf dieses Signal wird dann in der Modulationsschaltung 16 wie beschrieben das zweite Signal mit dem kryptographischen Datum 14 aufmoduliert und das Signal wird über das Kommunikationsmedium 13 übertragen.In the communication circuit 241 becomes an information to be transmitted of a signal generation and coding circuit 245 fed. The signal generation and encoding circuit encrypts the information based on a key on a logical protocol layer operating in accordance with a logic protocol. On the basis of the thus encrypted information, a transmission signal is then generated, as for the generation of a signal by the signal generation circuit 15 of the 1 described, with the difference that now the encrypted information is used as a basis. This signal is then in the modulation circuit 16 as described the second signal with the cryptographic date 14 modulated and the signal is transmitted via the communication medium 13 transfer.
In der Kommunikationsschaltung 242 wird zum einen durch die bereits beschrieben Codeempfangsschaltung 18 der in der Modulationsschaltung 16 aufmodulierte Sicherheitscode wiedergewonnen. Zum anderen wird in einer Signalempfangs- und Decodierungsschaltung 247 zum einen die verschlüsselte Information aus dem empfangenen Signal wiedergewonnen und dann die verschlüsselte Information in einer Logikprotokollschicht entschlüsselt. Hierzu liegt der Signalempfangs- und Decodierungsschaltung der zum Verschlüsseln verwendete Schlüssel oder ein entsprechend hierzu passender Entschlüsselungsschlüssel vor.In the communication circuit 242 is firstly by the already described code receiving circuit 18 in the modulation circuit 16 recovered modulated security code. On the other hand, in a signal receiving and decoding circuit 247 on the one hand retrieved the encrypted information from the received signal and then decrypted the encrypted information in a logic protocol layer. For this purpose, the signal receiving and decoding circuit of the key used for encryption or a decryption key corresponding thereto are provided.
Diese Verschlüsselung und Entschlüsselung kann in jeder herkömmlichen Weise erfolgen.This encryption and decryption can be done in any conventional manner.
Entspricht das durch die Codeempfangsschaltung 18 gewonnene kryptographische Datum nicht dem erwarteten Sicherheitscode, können wie beschrieben Maßnahmen ergriffen werden. Diese Maßnahmen können den bereits beschriebenen Maßnahmen entsprechen. Zudem kann, wenn die Entschlüsselung in der Signalempfangs- und Decodierungsschaltung 247 korrekt verlief, auch lediglich eine Warnung ausgegeben werden, oder es kann keine Maßnahme ergriffen werden, wenn die Authentifizierung durch die erfolgreiche Entschlüsselung allein auf der Logikprotokollschicht akzeptabel ist. Es wird also auf diese Weise eine Redundanz mit zwei verschiedenen Sicherheitsmechanismen (Verschlüsselung auf der Logikprotokollschicht und Modulierung eines zweiten Signals mit kryptographischem Datum auf der physikalischen Schicht) mit gleichzeitiger Diversität (zwei verschiedene Maßnahmen) bereitgestellt.Corresponds to that by the code receiving circuit 18 obtained cryptographic date not the expected security code, can be taken as described measures. These measures can correspond to the measures already described. In addition, when the decryption in the signal receiving and decoding circuit 247 is correct, even a warning is issued, or no action can be taken if authentication by the successful decryption alone on the logical protocol layer is acceptable. Thus, redundancy is provided in this way with two different security mechanisms (encryption on the logical protocol layer and modulation of a second signal with cryptographic date on the physical layer) with simultaneous diversity (two different measures).
In der 25 ist ein entsprechendes Verfahren gemäß mancher Ausführungsbeispiele dargestellt. Das Verfahren der 25 kann in der Kommunikationsschaltungsanordnung 240 der 24 implementiert werden und wird zur Vermeidung von Wiederholungen unter Bezugnahme auf diese beschrieben, und kann jedoch auch unabhängig von der Kommunikationsschaltungsanordnung 240 verwendet werden. In the 25 a corresponding method according to some embodiments is shown. The procedure of 25 can in the communication circuitry 240 of the 24 and is described with reference to it to avoid repetition, but may also be independent of the communication circuitry 240 be used.
Wie bereits für das Verfahren der 2 ausgeführt müssen die Verfahrensschritte der 25 nicht notwendigerweise in der dargestellten Reihenfolge durchgeführt werden, und es können insbesondere verschiedene Vorgänge auch gleichzeitig durchgeführt werden.As already for the procedure of 2 have executed the steps of the 25 not necessarily be performed in the order shown, and in particular, various operations can also be performed simultaneously.
Bei 250 wird eine Information verschlüsselt, beispielsweise auf Basis eines Schlüssels, wie für die Signalerzeugungs- und Codierungsschaltung 215 beschrieben. Bei 251 wir die verschlüsselte Information in ein erstes Signal umgesetzt, insbesondere basierend auf einem physikalischen Kommunikationsprotokoll, wie dem diskutierten CAN-Protokoll oder einem anderen Kommunikationsprotokoll.at 250 an information is encrypted, for example on the basis of a key, as for the signal generation and coding circuit 215 described. at 251 We convert the encrypted information into a first signal, in particular based on a physical communication protocol, such as the discussed CAN protocol or another communication protocol.
Bei 252 wird das erste Signal durch ein zweites Signal mit einem kryptographischen Datum überlagert. Das kryptographische Datum kann ein von einem gleichen Schlüssel, der zum Verschlüsseln bei 250 verwendet wurde, abgeleitetes Datum oder auch ein anderes kryptographisches Datum sein.at 252 the first signal is superimposed by a second signal with a cryptographic date. The cryptographic date can be one of a same key that is used to encrypt 250 was used, derived date, or another cryptographic date.
Das so erzeugte Überlagerungssignal wird an einen Empfänger gesendet, und bei 253 wird die verschlüsselte Information aus dem Sendesginal wiedergewonnen. Bei 254 wird die verschlüsselte Information dann entschlüsselt. Bei 255 wird zudem das kryptographische Datum aus dem Überlagerungssignal wiedergewonnen. Je nachdem, ob das Entschlüsseln bei 254 und/oder das kryptographische Datum, das bei 255 gewonnen wurde, mit einem erwarteten kryptographischen Datum übereinstimmt, kann die Information als authentifiziert, d.h. von einem autorisierten Empfänger gesendet, angesehen werden, wie dies ebenfalls bereits beschrieben wurde.The overlay signal thus generated is sent to a receiver, and at 253 the encrypted information is retrieved from the broadcasting original. at 254 the encrypted information is then decrypted. at 255 In addition, the cryptographic date is retrieved from the beat signal. Depending on whether the decryption at 254 and / or the cryptographic date at 255 The information may be considered to be authenticated, ie sent by an authorized recipient, as previously described.
Die beschriebenen Funktionalitäten können auf verschiedene Weise implementiert werden. Insbesondere können manche der Funktionalitäten, beispielsweise das Bereitstellen des Sicherheitscodes angepasst an die zu sendenden Daten, in einem Microcontroller bereitgestellt werden, wie für den Microcontroller 40 der 19 beschrieben, der dann entsprechende Informationen an einen CAN-Transceiver wie den CAN-Transceiver 41 der 19 gibt und von diesem empfängt. Details solcher Implementierungsmöglichkeiten werden nunmehr unter Bezugnahme auf die 26-36 erläutert.The functionalities described can be implemented in various ways. In particular, some of the functionalities, for example the provision of the security code adapted to the data to be sent, can be provided in a microcontroller, as for the microcontroller 40 of the 19 described then the corresponding information to a CAN transceiver as the CAN transceiver 41 of the 19 gives and receives from this. Details of such implementation options will now be described with reference to FIGS 26-36 explained.
Die 26 zeigt ein Blockdiagramm eines Microcontrollers 260 gemäß eines Ausführungsbeispiels.The 26 shows a block diagram of a microcontroller 260 according to an embodiment.
Der Microcontroller 260 kann beispielsweise eine Steuereinheit (MCU, microcontrol unit) eines Fahrzeugs sein, beispielsweise eine Motorsteuerung, Getriebesteuerung oder andere Steuereinheit. In einem Fahrzeug sind häufig eine Vielzahl derartiger Steuereinheiten verbaut.The microcontroller 260 may for example be a control unit (MCU, microcontrol unit) of a vehicle, such as a motor control, transmission control or other control unit. In a vehicle, a plurality of such control units are often installed.
Neben den im Folgenden explizit dargestellten Funktionen des Microcontrollers 260 und auch nachfolgend beschriebener Microcontroller können weitere herkömmliche Funktionen in dem Microcontroller 260 implementiert sein.In addition to the functions of the microcontroller shown explicitly below 260 and also described below microcontroller can further conventional functions in the microcontroller 260 be implemented.
Der Microcontroller 260 weist ein Hardwaresicherheitsmodul (MSM) 261 auf, in welchem Schlüssel (keys) gespeichert sind, die als kryptographisches Datum bei den oben beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen dienen können, bzw. aus denen ein derartiges kryptographisches Datum, z.B. der beschriebene Sicherheitscode, erzeugbar ist. Das Hardwaresicherheitsmodul 261 ist durch zusätzliche, für sich genommen bekannte Maßnahmen vor Zugriff und Störungen wie Störungen durch Partikel, elektromagnetische Strahlung und dgl. geschützt. Es ist auch gegen Angriffe und Zugriffe besser als der Rest des Microcontrollers 260 geschützt. Software des Hardwaresicherheitsmoduls 261 kann z.B. in gesonderten Speicherbereichen laufen, und Algorithmen können seitenkanalresistent sein.The microcontroller 260 has a Hardware Security Module (MSM) 261 on, in which keys (keys) are stored, which can serve as a cryptographic date in the above-described methods and apparatus, or from which such a cryptographic date, such as the security code described, can be generated. The hardware security module 261 is protected from access and interference, such as particle interference, electromagnetic radiation, and the like, by additional measures known per se. It is also better against attacks and accesses than the rest of the microcontroller 260 protected. Software of the hardware security module 261 may run in separate memory areas, for example, and algorithms may be page channel resistant.
Der Microcontroller 260 enthält zudem ein oder mehrere als SPAD (safe physical anomaly detection) bezeichnete Schaltungsteile 263A-263D, welche die beschriebenen Techniken implementieren. Insbesondere kann jede SPAD 263A-263D (im Folgenden zusammenfassend als SPAD 263 bezeichnet) einen aufzumodulierenden Sicherheitscode für einen Transceiver wie einen CAN-Transceiver bereitstellen, wie dies unter Bezugnahme auf die 4 erläutert worden ist. Die Anzahl von vier SPADs 263 in 26 dient dabei lediglich als Beispiel, und es kann jede benötigte Anzahl von SPADs gewählt werden.The microcontroller 260 also contains one or more circuitry called SPAD (safe physical anomaly detection) 263A-263D implementing the described techniques. In particular, each SPAD 263A-263D (collectively referred to as SPAD 263 designated) provide a aufzumodulierenden security code for a transceiver such as a CAN transceiver, as with reference to the 4 has been explained. The number of four SPADs 263 in 26 this is just an example and you can choose any number of SPADs you need.
Die SPADs 263 empfangen Steuer- und Dateninformationen über einen internen Bus 262 des Microcontrollers. Beispielsweise können so die zu sendenden Daten und Informationen hinsichtlich einer Position von Sende- und Empfangsbits wie unter Bezugnahme auf die 3 erläutert bereitgestellt werden. Zusätzlich erhalten die SPADs 263 Schlüssel von dem Hardwaresicherheitsmodul 261. Dies kann entweder auch über den Steuer- und Datenbus 262 oder auch über eine separate Verbindung wie durch gestrichelte Linien angezeigt erfolgen. Diese Schlüssel können dann als kryptographisches Datum bei den oben beschriebenen Techniken verwendet werden, oder es kann aus den Schlüsseln gemäß einem vorgegebenen Algorithmus ein kryptographisches Datum, wie der diskutierte Sicherheitscode, erzeugt werden. The SPADs 263 receive control and data information via an internal bus 262 of the microcontroller. For example, the data and information to be transmitted with respect to a position of transmit and receive bits as described with reference to FIGS 3 be provided explained. In addition, the SPADs get 263 Keys from the hardware security module 261 , This can either be done via the control and data bus 262 or also via a separate connection as indicated by dashed lines. These keys may then be used as a cryptographic date in the techniques described above, or a cryptographic date, such as the security code discussed, may be generated from the keys according to a predetermined algorithm.
Die SPADs können jeweils Kommunikationsschnittstellen zugeordnet sein. Dies ist schematisch in der 27 dargestellt. Hier umfasst ein Microcontroller 270 SPADs 273A-274D und das Hardwaresicherheitsmodul 261 der 27. Die SPADs 273A-273D werden im Folgenden zusammenfassend als SPADs 273 bezeichnet, wobei die Anzahl von vier SPADs 273 wiederum nur als nicht einschränkendes Beispiel zu verstehen ist. Jeder der SPADs 273 ist einer jeweiligen Kommunikationsschnittstelle 274A, 274B, 274C bzw. 274C (zusammenfassend als Kommunikationsschnittstellen 274 bezeichnet) zugeordnet. Die Kommunikationsschnittstellen 274 können beispielsweise mit CAN-Transceivern wie beschrieben oder mit Transceivern für andere Arten von Bussen gekoppelt werden, sind jedoch nicht hierauf beschränkt.The SPADs can each be assigned to communication interfaces. This is schematically in the 27 shown. Here includes a microcontroller 270 SPAD 273A -274D and the hardware security module 261 of the 27 , The SPADs 273A-unit 273D are summarized below as SPADs 273 denotes the number of four SPADs 273 again, only as a non-limiting example. Each of the SPADs 273 is a respective communication interface 274A . 274B . 274C respectively. 274C (in summary as communication interfaces 274 assigned) assigned. The communication interfaces 274 For example, they may be coupled to CAN transceivers as described or coupled to transceivers for other types of buses, but are not limited thereto.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 27 ist jedes SPAD 273 einer jeweiligen Kommunikationsschnittstelle 274 zugeordnet. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann ein SPAD mehreren Kommunikationsschnittstellen zugeordnet sein. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist als Microcontroller 280 in 28 dargestellt. Die 28 zeigt einen Microcontroller 280 mit dem bereits beschriebenen Hardwaresicherheitsmodul 261 und dem internen Bus 262. Mit dem Bus sind Kommunikationsschnittstellen 262A-262C, zusammenfassend als Kommunikationsschnittstellen 282 bezeichnet, angeordnet. Die Kommunikationsschnittstellen 282 können als Submodule einer einzigen Kommunikationsschnittstelle gesehen sein, die einem einzigen SPAD 281 zugeordnet ist. Der SPAD 281 führt die beschriebenen Techniken für alle Kommunikationsschnittstellen 282A-282C aus. Die Anzahl von drei dargestellten Kommunikationsschnittstellen 282 in 28 ist dabei wiederum lediglich ein Beispiel. Somit zeigen die 27 und 28, dass SPADs auf verschiedene Weise Kommunikationsschnittstellen zugeordnet sein können. Auch Mischformen zwischen 27 und 28 sind möglich, bei denen manche SPAD mehreren Kommunikationsschnittstellen zugeordnet sind und andere SPADs nur einer einzigen Kommunikationsschnittstelle zugeordnet sind.In the embodiment of the 27 is every SPAD 273 a respective communication interface 274 assigned. In other embodiments, an SPAD may be associated with multiple communication interfaces. A corresponding embodiment is as a microcontroller 280 in 28 shown. The 28 shows a microcontroller 280 with the hardware security module already described 261 and the internal bus 262 , With the bus are communication interfaces 262A - 262C , summarizing as communication interfaces 282 designated arranged. The communication interfaces 282 can be seen as submodules of a single communication interface, which is a single SPAD 281 assigned. The SPAD 281 performs the described techniques for all communication interfaces 282A-282C out. The number of three communication interfaces shown 282 in 28 is just another example. Thus, the show 27 and 28 in that SPADs can be assigned communication interfaces in various ways. Also mixed forms between 27 and 28 are possible in which some SPAD are assigned to multiple communication interfaces and other SPADs are assigned to only one communication interface.
Die 29 zeigt ein Blockdiagramm eines SPADs 290, wie er beispielsweise als SPAD in den 26, 27 und 28 verwendbar ist.The 29 shows a block diagram of a SPAD 290 as he is known as SPAD in the 26 . 27 and 28 is usable.
Der SPAD 290 umfasst ein Modul 291 zum Schlüsselaustausch mit einem Hardwaresicherheitsmodul wie dem beschriebenen Hardwaresicherheitsmodul 261 der 26-28. Basierend auf einem empfangenen Schlüssel stellt ein Modul 293 einen Sicherheitscode zum Modulieren auf ein Signal auf einer physikalischen Ebene bereit, wie beschrieben. Ein Modul 294 empfängt einen aus einem empfangenen Signal gewonnenen Sicherheitscode und führt in einem Modul 292 eine Authentifizierung auf Basis eines empfangenen Schlüssels, welcher einen erwarteten Sicherheitscode angibt, wie beschrieben aus. Die Authentifizierung bei 292 kann dabei redundant erfolgen. Beispielsweise kann zudem wie beschrieben eine Codierung der gesendeten Informationen auf einer Logikprotokollschicht, oder die Überprüfung des empfangenen Sicherheitscodes kann redundant in mehreren Schaltungsteilen durchgeführt werden. Je nach Erfolg der Authentifizierung kann dann ein Signal ausgegeben werden, welches eine erfolgreiche oder eine fehlgeschlagene Authentifizierung anzeigt, und bei einer fehlgeschlagenen Authentifizierung können Maßnahmen wie beschrieben ergriffen werden.The SPAD 290 includes a module 291 for key exchange with a hardware security module such as the described hardware security module 261 of the 26-28 , Based on a received key represents a module 293 provide a security code for modulating on a physical level signal as described. A module 294 receives a security code obtained from a received signal and carries in a module 292 authentication based on a received key indicating an expected security code as described. The authentication at 292 can be redundant. For example, an encoding of the transmitted information on a logic protocol layer can also be described as described, or the verification of the received security code can be carried out redundantly in a plurality of circuit parts. Depending on the success of the authentication, a signal indicating successful or failed authentication may then be issued, and if authentication fails, action may be taken as described.
Wie bereits oben erläutert können in einer Vorrichtung wie einem Fahrzeug eine Vielzahl von Microcontrollern angeordnet sein. Bei manchen Ausführungsbeispielen können Informationen über erfolgreiche oder fehlgeschlagene Authentifizierungen von mehreren Microcontrollern gesammelt werden, und basierend auf dieser Sammlung können dann Maßnahmen ergriffen werden. Dies ist in 30 schematisch dargestellt.As already explained above, a multiplicity of microcontrollers can be arranged in a device such as a vehicle. In some embodiments, information about successful or failed authentications can be collected from multiple microcontrollers, and action can then be taken based on that collection. This is in 30 shown schematically.
30 zeigt eine Vielzahl von Microcontrollern 300A, 300B, 300C (die Anzahl von drei Microcontrollern ist wiederum nur als Beispiel zu verstehen), welche jeweils eine SPAD wie oben beschrieben zur Authentifizierung beinhalten und welche mit einem Kommunikationsmedium, beispielsweise einem gemeinsamen Bus, verbunden sind. Jede der Microcontroller 300 führt Authentifizierungsmessungen (z.B. die beschriebenen Überprüfungen eines empfangenen kryptographischen Datums) auf dem Bus durch und meldet Informationen über die Authentifizierungen (beispielsweise über fehlgeschlagene Authentifizierungen) an eine Aggregationseinheit 301. Die Aggregationseinheit 301 wertet die empfangenen Informationen aus und verursacht weitere Maßnahmen. Beispielsweise kann, wenn nur eine MCU ein Signal nicht authentifizieren kann, bei manchen Ausführungsbeispielen noch keine Maßnahme ergriffen werden, da dies beispielsweise auch auf einem Übertragungsfehler beruhen könnte. Empfangen mehrere Microcontroller nicht authentifizierbare Nachrichten, kann dies beispielsweise als Eindringversuch gewertet werden, und wie beschrieben eine Maßnahme ergriffen werden. Dies stellt ebenso eine Redundanz bei der Detektion von unerlaubt angekoppelten Kommunikationsvorrichtungen bereit und kann somit dazu beitragen, Sicherheitserfordernisse zu erfüllen. 30 shows a variety of microcontrollers 300A . 300B . 300C Again, the number of three microcontrollers is to be understood as an example only, each of which includes a SPAD as described above for authentication and which are connected to a communication medium, such as a common bus. Each of the microcontrollers 300 performs authentication measurements on the bus (eg the described checks of a received cryptographic date) and reports information about the authentications (eg about failed authentications) to an aggregation unit 301 , The aggregation unit 301 evaluates the received information and causes further action. For example, if only one MCU can not authenticate a signal, some may Embodiments still no action to be taken, as this could for example also be based on a transmission error. If several microcontrollers receive messages that can not be authenticated, this can be considered, for example, as an intrusion attempt, and a measure can be taken as described. This also provides redundancy in the detection of illicitly coupled communication devices and thus can help meet security requirements.
Eine SPAD kann Signale von einem Übertragungsmedium wie dem Übertragungsmedium 13 der 1 auf verschiedene Weise empfangen. Dies wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 31-35 näher erläutert.A SPAD can receive signals from a transmission medium such as the transmission medium 13 of the 1 received in different ways. This will now be with reference to the 31 - 35 explained in more detail.
In der 31 sind ein SPAD 312 und eine zugehörige Kommunikationsschnittstelle 311 in einem Microcontroller 310 angeordnet. Weitere Elemente wie bereits oben beschrieben können in dem Microcontroller vorhanden sein, insbesondere ein Hardwaresicherheitsmodul und weitere Kommunikationsschnittstellen und/oder weitere SPADs. Die Kommunikationsschnittstelle 311 ist mit einem Transceiver 313, welcher eine physikalische Schicht einer Kommunikation implementiert, verbunden, beispielsweise mit einem CAN-Transceiver wie beschrieben. Der Transceiver 313 kommuniziert dann über ein physikalisches Medium 315, beispielsweise einen CAN-Bus.In the 31 are a SPAD 312 and an associated communication interface 311 in a microcontroller 310 arranged. Further elements as already described above may be present in the microcontroller, in particular a hardware security module and further communication interfaces and / or further SPADs. The communication interface 311 is with a transceiver 313 , which implements a physical layer of communication, connected, for example with a CAN transceiver as described. The transceiver 313 then communicates via a physical medium 315 , for example a CAN bus.
Bei der Anordnung der 31 erhält die SPAD 312 direkt Signale von dem physikalischen Medium 315 über eine dazwischen geschaltete Schutzschaltung 314, beispielsweise um den Sicherheitscode wiederzugewinnen. Die Schutzschaltung 314 kann übliche Schutzelemente wie Schutzelemente vor elektrostatischen Entladungen (ESD-Schutzelemente, vom Englischen „electrostatic discharge“), Überstromschutzelemente oder Überspannungsschutzelemente umfassen. Das Ausführungsbeispiel der 31 kann einen herkömmlichen Transceiver nutzen, benötigt aber eine zusätzliche Schutzschaltung 314.In the arrangement of 31 receives the SPAD 312 directly signals from the physical medium 315 via a protective circuit connected in between 314 For example, to recover the security code. The protection circuit 314 may include conventional protective elements such as electrostatic discharge (ESD) protection elements, overcurrent protection devices or overvoltage protection elements. The embodiment of 31 can use a conventional transceiver, but requires an additional protection circuit 314 ,
Eine andere Anordnung ist in der 32 gezeigt. Hier ist wiederum eine Kommunikationsschnittstelle 321 und eine SPAD 322 in einem Microcontroller 322 angeordnet. Die Kommunikationsschnittstelle 321 kommuniziert mit einem Transceiver 322, der im Falle der 32 etwas detaillierter mit einer Treiberschaltung 327, einem Sender 326, einem Empfänger 325 und einer Schutzschaltung 324 dargestellt ist. Im Gegensatz zur 31 benutzt die SPAD hier die Schutzschaltung 324 des Transceivers 323 mit, d.h. sie erhält von der Schutzschaltung 324 gefilterte Signale. Das Ausführungsbeispiel der 32 benötigt keine zusätzliche Schutzschaltung, benötigt aber einen entsprechend ausgestalteten Transceiver 323, der von der Schutzschaltung 324 das Signal direkt zur SPAD gibt.Another arrangement is in the 32 shown. Here again is a communication interface 321 and a SPAD 322 in a microcontroller 322 arranged. The communication interface 321 communicates with a transceiver 322 who in the case of 32 a little more detailed with a driver circuit 327 , a transmitter 326 , a receiver 325 and a protection circuit 324 is shown. In contrast to 31 SPAD uses the protection circuit here 324 of the transceiver 323 with, ie it receives from the protection circuit 324 filtered signals. The embodiment of 32 requires no additional protection circuit, but requires a suitably designed transceiver 323 from the protection circuit 324 sends the signal directly to the SPAD.
Eine weitere Anordnung ist in 33 dargestellt. Ein Microcontroller 330 enthält eine Kommunikationsschnittstelle 331 und eine SPAD 332. Die Kommunikationsschnittstelle 331 ist mit einem Transceiver 334 verbunden, welcher wie der Transceiver der 32 eine Treiberschaltung 335, einen Sender 336, einen Empfänger 337 und eine Schutzschaltung 338 enthält. Von der Schutzschaltung 338 werden Signale einer Messschaltung 339 zugeführt, welche beispielsweise den Sicherheitscode wiedergewinnen kann und den wiedergewonnenen Sicherheitscode über eine Schnittstelle 3310 zu einer entsprechenden Schnittstelle 333 in dem Microcontroller 330 und von dort zur SPAD 332 sendet. Hier erfolgt die Wiedergewinnung also - wie auch beispielsweise in 4 gezeigt - in dem Transceiver.Another arrangement is in 33 shown. A microcontroller 330 contains a communication interface 331 and a SPAD 332 , The communication interface 331 is with a transceiver 334 connected, which like the transceiver of 32 a driver circuit 335 , a transmitter 336 , a receiver 337 and a protection circuit 338 contains. From the protection circuit 338 become signals of a measuring circuit 339 fed, which can recover, for example, the security code and the recovered security code via an interface 3310 to a corresponding interface 333 in the microcontroller 330 and from there to the SPAD 332 sends. Here is the recovery so - as well as in 4 shown - in the transceiver.
Das Ausführungsbeispiel der 33 benötigt einen komplexeren Transceiver 334 mit der Messschaltung 339, ermöglicht jedoch auf der anderen Seite präzisere Messungen.The embodiment of 33 requires a more complex transceiver 334 with the measuring circuit 339 , but on the other hand allows for more precise measurements.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, welches in 34 gezeigt ist, kann eine Messeinheit 349 entsprechend der Messeinheit 339 außerhalb eines Transceivers 344 und außerhalb eines Microcontrollers 340 zusammen mit einer Schnittstelle 3410 angeordnet sein, beispielsweise in einem eigenen Baustein, um direkt an dem Medium 315 Messungen durchzuführen. Der Transceiver 344 enthält eine Treiberschaltung 345, einen Sender 346, einen Empfänger 347 und eine Schutzschaltung 348. Der Microcontroller 340 enthält eine SPAD 342, eine Kommunikationsschnittstelle 341 und eine Schnittstelle 343. Hier ist dann noch eine zusätzliche Einheit mit der Messeinheit 349 und der Schnittstelle 3410 nötig, welche ggf. eine eigene Schutzschaltung benötigt. Ansonsten ist die Funktionsweise wie bei dem Ausführungsbeispiel der 33.In another embodiment, which is in 34 shown can be a measurement unit 349 according to the measuring unit 339 outside a transceiver 344 and outside a microcontroller 340 together with an interface 3410 be arranged, for example, in a separate block to directly on the medium 315 Perform measurements. The transceiver 344 contains a driver circuit 345 , a transmitter 346 , a receiver 347 and a protection circuit 348 , The microcontroller 340 contains a SPAD 342 , a communication interface 341 and an interface 343 , Here is an additional unit with the measuring unit 349 and the interface 3410 necessary, which possibly requires its own protection circuit. Otherwise, the operation is as in the embodiment of 33 ,
Die 31-34 zeigen also, dass verschiedene Aufteilungen und Implementierungen der diskutierten Funktionalitäten möglich sind.The 31-34 show that different divisions and implementations of the discussed functionalities are possible.
Die Funktionalitäten einer SPAD können auch zentral in einem geschalteten Netzwerk bereitgestellt werden. Die 35 zeigt ein derartiges Netzwerk mit einem Switch 352, welcher verschiedene Kommunikationsteilnehmer, im Beispiel der 35 einen ersten Microcontroller 350 mit einem ersten Transceiver 351, einen zweiten Microcontroller 3511 mit einem zweiten Transceiver 359 und einen dritten Microcontroller 3512 mit einem dritten Transceiver 3510 wahlweise miteinander verbindet. Hierfür weist der Switch 352 Transceiver 353, 358 und 357 auf, um wie dargestellt mit den Transceivern 351, 359 und 3510 zu kommunizieren. Des Weiteren verfügt der Switch 352 über eine Prozessoreinheit 355 mit einer SPAD 356, womit die von den Microcontrollern 350, 3511, 3512 über die jeweiligen Transceiver 351, 359, 3510 gesendeten Signale authentifiziert werden müssen. In diesem Fall muss also nicht jeder Microcontroller über eine SPAD verfügen, sondern die Authentifizierung (Überprüfung des aufmodulierten kryptographischen Datums und/oder einer zusätzlichen Verschlüsselung auf Logikprotokollschicht) kann zentral im Switch überprüft werden.The functionalities of a SPAD can also be provided centrally in a switched network. The 35 shows such a network with a switch 352 which different Communication participant, in the example of 35 a first microcontroller 350 with a first transceiver 351 , a second microcontroller 3511 with a second transceiver 359 and a third microcontroller 3512 with a third transceiver 3510 optionally with each other. For this the switch points 352 transceiver 353 . 358 and 357 on, as shown with the transceivers 351 . 359 and 3510 to communicate. Furthermore, the switch has 352 via a processor unit 355 with a SPAD 356 with which of the microcontrollers 350 . 3511 . 3512 over the respective transceivers 351 . 359 . 3510 transmitted signals must be authenticated. In this case, not every microcontroller must have a SPAD, but authentication (checking the modulated cryptographic date and / or additional encryption on the logic protocol layer) can be checked centrally in the switch.
Auch bei einem Transceiver, der mehrere Kanäle bedient, beispielsweise mehrere Kanäle auf einem oder mehreren CAN-Bussen, kann die Bereitstellung und Überprüfung eines Sicherheitscodes für alle Kanäle in einer Einheit erfolgen. Ein Beispiel ist in 36 schematisch dargestellt.Even with a transceiver that services multiple channels, for example, multiple channels on one or more CAN buses, the provision and verification of a security code can be done for all channels in a single unit. An example is in 36 shown schematically.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 36 stellen Sende/Empfangsknoten 361A, 361B, 361C ein Sendesignal TX für einen jeweiligen zugeordneten CAN-Bus 362A, 362B oder 362C bereit und empfangen ein entsprechendes empfangenes Signal RX. Diesbezüglich entspricht die Funktion der CAN-Knoten 361A, 361B, 361C den Elementen 33, 34, 39 und 38 der 3.In the embodiment of the 36 set send / receive node 361A . 361B . 361C a transmission signal TX for a respective assigned CAN bus 362A . 362B or 362C ready and receive a corresponding received signal RX. In this regard, the function corresponds to the CAN node 361A . 361B . 361C the elements 33 . 34 . 39 and 38 of the 3 ,
Das Bereitstellen eines Sicherheitscodes wird in zeitmultiplexter Art und Weise auf Basis einer Zeitsteuerung durch einen Zeitmultiplexer bereitgestellt, welcher wie durch einen Pfeil 356 angedeutet den Sicherheitscode für einen Mehrkanaltransceiver 364 bereitstellt und steuert, welcher CAN-Bus 362A, 362B, 362C jeweils bedient wird. Die Knoten 361A, 361B, 361D liefern dabei wie ebenfalls unter Bezugnahme auf 3 beschrieben Daten und die Bitpositionen an den Zeitmultiplexer 360, sodass dieser einen geeigneten Sicherheitscode zum Modulieren auf dominante Bits des jeweiligen CAN-Busses erstellen kann. Der Transceiver 364 moduliert dann den Sicherheitscode grundsätzlich wie bereits beschrieben auf die Signale auf dem jeweiligen CAN-Bus, mit dem Unterschied, dass es in einem Zeitmultiplexverfahren alternierend für die CAN-Busse geschieht. Auf diese Weise können bei manchen Ausführungsbeispielen eine Implementierung für mehrere CAN-Busse mit vergleichsweise wenig Komponenten realisiert werden.The provision of a security code is provided in a time-division multiplexed manner based on a time control by a time multiplexer, as indicated by an arrow 356 indicated the security code for a multichannel transceiver 364 provides and controls which CAN bus 362A . 362B . 362C each served. The knots 361A . 361B . 361D provide as also with reference to 3 described data and bit positions to the time multiplexer 360 so that it can create a suitable security code for modulating on dominant bits of the respective CAN bus. The transceiver 364 then modulates the security code basically as already described to the signals on the respective CAN bus, with the difference that it is done in a time-division multiplexing alternately for the CAN buses. In this way, in some embodiments, an implementation for a plurality of CAN buses with comparatively few components can be realized.
Wie somit aus den vorstehend beschriebenen Figuren ersichtlich gibt es eine Vielzahl verschiedener Möglichkeiten, die beschriebenen Techniken zu implementieren. Somit ist die Anwendung der beschriebenen Techniken nicht auf eine spezifische Art der Implementierung beschränkt.Thus, as can be seen from the figures described above, there are a variety of different ways to implement the techniques described. Thus, the application of the described techniques is not limited to a specific type of implementation.
Die folgenden Beispiele definieren wenigstens einige der Ausführungsbeispiele.The following examples define at least some of the embodiments.
Beispiel 1. Transceiver aufweisend:
- einen Transmitter, der dazu ausgebildet ist,
- - an einem Ausgang ein erstes Signal gemäß eines physikalischen Kommunikationsprotokolls bereitzustellen, und
- - an dem Ausgang ein zweites Signal bereitzustellen, das mindestens ein kryptographisches Datum umfasst, wobei das erste und das zweite Signal als ein Überlagerungssignal an dem Ausgang einander überlagert sind, und wobei das Überlagerungssignal das physikalische Kommunikationsprotokoll erfüllt.
Example 1. Transceiver comprising: - a transmitter designed to
- to provide at a output a first signal according to a physical communication protocol, and
- providing at the output a second signal comprising at least one cryptographic datum, the first and the second signal being superimposed as an overlay signal at the output, and the overlay signal satisfying the physical communication protocol.
Beispiel 2. Transceiver nach Beispiel 1,
wobei das zweite Signal ein pulsförmiges Signal oder ein wechselstromförmiges Signal ist.Example 2. Transceiver according to Example 1,
wherein the second signal is a pulse-shaped signal or an AC-shaped signal.
Beispiel 3. Transceiver nach einem der Beispiele 1 bis 2, wobei das zweite Signal dem ersten Signal nur auf einem von mindestens zwei Pegeln des ersten Signals gemäß des physikalischen Kommunikationsprotokolls überlagert wird.Example 3. A transceiver according to any one of Examples 1 to 2, wherein the second signal is superimposed on the first signal only at one of at least two levels of the first signal according to the physical communication protocol.
Beispiel 4. Transceiver nach einem der Beispiele 1 bis 3, wobei das zweite Signal überlagert wird, wenn für eine bestimmte Zeit kein Pegelwechsel des ersten Signals erfolgte oder für eine bestimmte Zeit kein Pegelwechsel des ersten Signals erfolgen wird.Example 4. A transceiver according to one of the examples 1 to 3, wherein the second signal is superimposed if no level change of the first signal took place for a certain time or no level change of the first signal will take place for a certain time.
Beispiel 5. Transceiver nach einem der Beispiele 1 bis 4, wobei eine Logikprotokollschicht, die dem physikalischen Kommunikationsprotokoll übergeordnet ist, ein Logiksignal bereitstellt, und das Logiksignal zur Erzeugung des ersten Signals verwendet wird.Example 5. A transceiver according to any one of Examples 1 to 4, wherein a logic protocol layer overlying the physical communication protocol provides a logic signal and the logic signal is used to generate the first signal.
Beispiel 6. Transceiver nach Beispiel 5, wobei die Logikprotokollschicht ausgebildet ist, zu sendende Daten zu verschlüsseln, um das Logiksignal bereitzustellen. Example 6. The transceiver of Example 5, wherein the logic protocol layer is configured to encrypt data to be sent to provide the logic signal.
Beispiel 7. Transceiver nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei das kryptographische Datum ein Sicherheitscode des Transceivers ist.Example 7. A transceiver according to any one of the preceding examples, wherein the cryptographic date is a security code of the transceiver.
Beispiel 8. Transceiver nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei dem Transceiver ein Schlüssel zum Erzeugen des kryptographischen Datums, bereitgestellt wird.Example 8. A transceiver according to any one of the preceding examples, wherein the transceiver is provided with a key for generating the cryptographic date.
Beispiel 9. Transceiver nach Beispiel 8, wobei der Schlüssel durch eine dem Transceiver übergeordnete Schlüsselinstanz bereitgestellt wird.Example 9. A transceiver according to Example 8, wherein the key is provided by a trans-parent key instance.
Beispiel 10. Transceiver nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei der Transmitter eine Treiberschaltung umfasst, die eingerichtet ist, das Überlagerungssignal bereitzustellen, und wobei der Transmitter eingerichtet ist, die Treiberschaltung zu kalibrieren.Example 10. The transceiver of any of the preceding examples, wherein the transmitter comprises a driver circuit configured to provide the heterodyne signal, and wherein the transmitter is configured to calibrate the driver circuit.
Beispiel 11. Transceiver nach Beispiel 10, wobei die Treiberschaltung eine erste Reihenschaltung aus einem ersten Schalter und einem ersten Widerstand umfasst, die zwischen eine Versorgungsspannung und dem Ausgang gekoppelt ist, wobei der erste Schalter in Abhängigkeit von dem ersten Signal ansteuerbar ist, und die Treiberschaltung eine zweite Reihenschaltung aus einem zweiten Schalter und einen zweiten Widerstand aufweist, die zwischen die Versorgungsspannung und dem Ausgang gekoppelt ist, wobei der zweite Schalter in Abhängigkeit von dem kryptographischen Datum ansteuerbar ist.Example 11. The transceiver of Example 10, wherein the driver circuit comprises a first series connection of a first switch and a first resistor coupled between a supply voltage and the output, the first switch being responsive to the first signal, and the driver circuit a second series circuit of a second switch and a second resistor which is coupled between the supply voltage and the output, wherein the second switch in response to the cryptographic date is controlled.
Beispiel 12. Transceiver aufweisend:
- einen Receiver, der dazu ausgebildet ist,
- - ein Empfangssignal, welches eine Überlagerung eines ersten Signals gemäß einem physikalischen Kommunikationsprotokoll mit einem zweiten Signal, das ein kryptographisches Datum umfasst, ist, zu empfangen,
- - das Empfangssignal gemäß dem physikalischen Kommunikationsprotokoll zu verarbeiten, um in dem ersten Signal übertragene Informationen zu gewinnen, und
- - aus dem Empfangssignal das kryptographische Datum zu gewinnen.
Example 12. Transceiver comprising: - a receiver that is designed to
- a receive signal which is a superposition of a first signal according to a physical communication protocol with a second signal comprising a cryptographic datum,
- to process the received signal according to the physical communication protocol to obtain information transmitted in the first signal, and
- - From the received signal to win the cryptographic date.
Beispiel 13. Transceiver nach Beispiel 12, wobei das zweite Signal ein pulsförmiges Signal oder ein wechselstromförmiges Signal ist.Example 13. The transceiver of Example 12, wherein the second signal is a pulsed signal or an AC signal.
Beispiel 14. Transceiver nach einem der Beispiele 12 oder 13,
wobei der Receiver ausgebildet ist, das kryptographische Datum aus der Überlagerung des zweiten Signals über dem ersten Signal nur auf einem von mindestens zwei Pegeln des ersten Signals gemäß des physikalischen Kommunikationsprotokolls zu gewinnen.Example 14. Transceiver according to one of Examples 12 or 13,
wherein the receiver is configured to obtain the cryptographic date from the superposition of the second signal over the first signal only at one of at least two levels of the first signal according to the physical communication protocol.
Beispiel 15. Transceiver nach einem der Beispiele 1 bis 3, wobei der Receiver ausgebildet ist, das kryptographische Datum aus der Überlagerung des zweiten Signal über dem ersten Signal zu gewinnen, wenn für eine bestimmte Zeit kein Pegelwechsel des ersten Signals erfolgte oder für eine bestimmte Zeit kein Pegelwechsel des ersten Signals erfolgen wird.Example 15. A transceiver according to any one of Examples 1 to 3, wherein the receiver is adapted to obtain the cryptographic date from the superposition of the second signal over the first signal if no level change of the first signal has occurred for a certain time or for a certain time no level change of the first signal will occur.
Beispiel 16. Transceiver nach einem der Beispiele 12 bis 15, wobei die aus dem ersten Signal gewonnenen Informationen einer Logikprotokollschicht, die dem physikalischen Kommunikationsprotokoll übergeordnet ist, als Logiksignal bereitstellt wird.Example 16. A transceiver according to any one of Examples 12 to 15, wherein the information obtained from the first signal is provided to a logic protocol layer that is the parent of the physical communication protocol as a logic signal.
Beispiel 17. Transceiver nach Beispiel 16, wobei die Logikprotokollschicht ausgebildet ist, aus dem Logiksignal durch Entschlüsselung gesendete Daten zu gewinnen.Example 17. The transceiver of Example 16, wherein the logic protocol layer is configured to extract data sent from the logic signal by decryption.
Beispiel 18. Transceiver nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei das kryptographische Datum ein Sicherheitscode eines weiteren Transceivers ist, von dem das Empfangssignal empfangen wird, und wobei der Transceiver eingerichtet ist, das kryptographische Datum mit einem erwarteten kryptographischen Datum zu vergleichen, um den weiteren Transceiver zu authentifizieren.Example 18. The transceiver of any preceding example, wherein the cryptographic datum is a security code of another transceiver from which the receive signal is received, and wherein the transceiver is configured to compare the cryptographic datum to an expected cryptographic datum to the further transceiver to authenticate.
Beispiel 19. Transceiver nach Beispiel 18, wobei dem Transceiver ein Schlüssel zum Erzeugen des erwarteten kryptographischen Datums bereitgestellt wird. Example 19. The transceiver of Example 18, wherein the transceiver is provided with a key to generate the expected cryptographic date.
Beispiel 20. Transceiver nach Beispiel 19, wobei der Schlüssel durch eine dem Transceiver übergeordnete Schlüsselinstanz bereitgestellt wird.Example 20. A transceiver according to example 19, wherein the key is provided by a trans-parent key instance.
Beispiel 21. Transceiver nach einem der Beispiele 12-20, wobei der Receiver eine Empfangsschaltung umfasst, die eingerichtet ist, das kryptographische Datum zu gewinnen, und wobei der Receiver eingerichtet ist, die Empfangsschaltung zu kalibrieren.Example 21. The transceiver of any one of Examples 12-20, wherein the receiver comprises a receive circuit configured to acquire the cryptographic datum, and wherein the receiver is configured to calibrate the receive circuit.
Beispiel 22. Transceiver nach Beispiel 21, wobei das Kalibrieren ein Bestimmen einer Referenzspannung zum Gewinnen des kryptographischen Datums umfasst.Example 22. The transceiver of Example 21, wherein calibrating comprises determining a reference voltage to obtain the cryptographic date.
Beispiel 23. Transceiver nach Beispiel 22, wobei die Kommunikationsschaltung eine Kalibrierungsschaltung umfasst, die eingerichtet ist, die Referenzspannung in Abhängigkeit von einer Versorgungsspannung und/oder einer Temperatur zu bestimmen.Example 23. A transceiver according to example 22, wherein the communication circuit comprises a calibration circuit configured to determine the reference voltage in dependence on a supply voltage and / or a temperature.
Beispiel 24. Transceiver nach Beispiel 23, wobei die Kalibrierungsschaltung eine skalierte Nachbildung zumindest eines Teils eines Sendepfades zum Senden des Empfangssignals umfasst, wobei die Kalibrierungsschaltung eingerichtet ist, die Referenzspannung auf Basis eines Spannungsabfalls über einem Teil der Nachbildung zu bestimmen.Example 24. The transceiver of Example 23, wherein the calibration circuit comprises a scaled replica of at least a portion of a transmit path to transmit the receive signal, the calibration circuit configured to determine the reference voltage based on a voltage drop across a portion of the replica.
Beispiel 25. Transceiver nach Beispiel 24, wobei der Teil der Nachbildung einen Widerstand umfasst, der einen mit mindestens einer Übertragungsleitung, über die das Empfangssignal empfangbar ist, gekoppelten Widerstand nachbildet.Example 25. The transceiver of Example 24, wherein the portion of the replica includes a resistor that simulates a resistor coupled to at least one transmission line over which the receive signal is receivable.
Beispiel 26. Transceiver nach Beispiel 24 oder 25, wobei der Teil der Nachbildung einstellbar ist, wobei die Kalibrierungsschaltung eingerichtet ist, den Teil der Nachbildung zur Anpassung an einen entsprechenden Teil des Sendepfades einzustellen.Example 26. A transceiver according to example 24 or 25, wherein the portion of the replica is adjustable, the calibration circuit being arranged to adjust the portion of the replica to match a corresponding portion of the transmit path.
Beispiel 27. Transceiver nach Beispiel 26, wobei die Kalibrierungsschaltung eingerichtet ist, den Teil der Nachbildung auf Basis von Variationen der mindestens zwei Signalpegel während einer Kalibrierungsphase einzustellen.Example 27. The transceiver of Example 26, wherein the calibration circuit is configured to adjust the portion of the replica based on variations of the at least two signal levels during a calibration phase.
Beispiel 28. Transceiver nach Beispiel 26 oder 28, wobei die Kalibrierungsschaltung eingerichtet ist, die Einstellung des Teils der Nachbildung zu validieren.Example 28. A transceiver according to Example 26 or 28, wherein the calibration circuit is arranged to validate the adjustment of the part of the replica.
Beispiel 29. Transceiver nach einem der Beispiele 12-28, wobei der Receiver eingerichtet ist, nur das Empfangssignal gemäß dem physikalischen Kommunikationsprotokoll zu verarbeiten, um in dem ersten Signal übertragene Informationen zu gewinnen, wenn das Empfangssignal kein zweites Signal enthält und/oder das kryptographische Datum nicht aus dem Empfangssignal gewinnbar ist.Example 29. A transceiver according to any one of Examples 12-28, wherein the receiver is arranged to process only the received signal in accordance with the physical communication protocol to obtain information transmitted in the first signal when the received signal does not include a second signal and / or the cryptographic signal Date can not be obtained from the received signal.
Beispiel 30. System, umfassend:
- einen ersten Transceiver nach einem der Beispiele 1-11, und
- einen mit dem ersten Transceiver über ein Kommunikationsmedium gekoppelten zweiten Transceiver nach einem der Beispiele 12-29.
Example 30. System comprising: - a first transceiver according to any of Examples 1-11, and
- a second transceiver coupled to the first transceiver via a communication medium according to any one of Examples 12-29.
Beispiel 31. System nach Beispiel 30, wobei der erste Transceiver und/oder der zweite Transceiver ein Teil einer Steuereinheit eines Fahrzeugs ist.Example 31. The system of Example 30, wherein the first transceiver and / or the second transceiver is part of a control unit of a vehicle.
Beispiel 32. Signal, umfassend eine Überlagerung aus:
- - einem erstes Signal gemäß eines physikalischen Kommunikationsprotokolls, und
- -einem zweites Signal, das mindestens ein kryptographisches Datum umfasst,
wobei das Signal das physikalische Kommunikationsprotokoll erfüllt.Example 32. Signal comprising an overlay of: - a first signal according to a physical communication protocol, and
- a second signal comprising at least one cryptographic datum,
wherein the signal meets the physical communication protocol.
Beispiel 33. Signal nach Beispiel 32,
wobei das zweite Signal ein pulsförmiges Signal oder ein wechselstromförmiges Signal ist.Example 33. Signal according to example 32,
wherein the second signal is a pulse-shaped signal or an AC-shaped signal.
Beispiel 34. Signal nach einem der Beispiele 32 oder 33, wobei das zweite Signal dem ersten Signal nur auf einem von mindestens zwei Pegeln des ersten Signals gemäß des physikalischen Kommunikationsprotokolls überlagert ist. Example 34. The signal of any one of Examples 32 or 33, wherein the second signal is superimposed on the first signal only on one of at least two levels of the first signal according to the physical communication protocol.
Beispiel 35. Signal nach einem der Beispiele 32 und 33, wobei das zweite Signal dem ersten Signal überlagert ist, wenn für eine bestimmte Zeit kein Pegelwechsel des ersten Signals erfolgte oder für eine bestimmte Zeit kein Pegelwechsel des ersten Signals erfolgen wird.Example 35. A signal according to any of Examples 32 and 33, wherein the second signal is superimposed on the first signal if no level change of the first signal occurred for a certain time or if no level change of the first signal occurs for a certain time.
Beispiel 36. Signal nach einem der Beispiel 32 bis 35, wobei das erste Signal logisch verschlüsselte Daten umfasst.Example 36. The signal of any one of Examples 32 to 35, wherein the first signal comprises logically encrypted data.
Obgleich in dieser Beschreibung spezifische Ausführungsbeispiele illustriert und beschrieben wurden, werden Personen mit üblichem Fachwissen erkennen, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Implementierung als Substitution für die spezifischen Ausführungsbeispiele, die in dieser Beschreibung gezeigt und beschrieben sind, ohne von dem Umfang der gezeigten Erfindung abzuweichen, gewählt werden können. Es ist die Intention, dass diese Anmeldung alle Adaptionen oder Variationen der spezifischen Ausführungsbeispiele, die hier diskutiert werden, abdeckt. Daher ist es beabsichtigt, dass diese Erfindung nur durch die Ansprüche und die Äquivalente der Ansprüche beschränkt ist.While specific embodiments have been illustrated and described in this specification, persons of ordinary skill in the art will recognize that a variety of alternative and / or equivalent implementations as substitution for the specific embodiments shown and described in this specification are without departing from the scope of FIG Deviation can be chosen according to the invention. It is the intention that this application covers any adaptations or variations of the specific embodiments discussed herein. Therefore, it is intended that this invention be limited only by the claims and the equivalents of the claims.
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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ISO 11898 [0003]ISO 11898 [0003]
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ISO 17458-1 [0003]ISO 17458-1 [0003]
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ISO 17458-4 [0003]ISO 17458-4 [0003]